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東莞市廣聯(lián)自動化科技有限公司
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德國力士樂REXROTH放大器的設(shè)計
2023-7-31 閱讀(205)
德國力士樂REXROTH放大器的設(shè)計，詳細(xì)介紹如下：
運(yùn)算放大器是模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中的一個通用、最重要的的單元。全差分運(yùn)放是指輸入和輸出都是差分信號的運(yùn)放, 與普通的單端輸出運(yùn)放相比有以下幾個優(yōu)點(diǎn): 輸出的電壓擺幅較大;較好的抑制共模噪聲;更低的噪聲;抑制諧波失真的偶數(shù)階項(xiàng)比較好等。因此通常高性能的運(yùn)放多采用全差分形式。近年來,全差分運(yùn)放更高的單位增益帶寬頻率及更大的輸出擺幅使得它在高速和低壓電路中的應(yīng)用更加廣泛。隨著日益增加的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換率, 高速的模數(shù)轉(zhuǎn)換器需求越來越廣泛, 而高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器需要高增益和高單位增益帶寬運(yùn)放來滿足系統(tǒng)精度和快速建立的需要。速度和精度是模擬電路兩個最重要的性能指標(biāo),然而,這兩者的要求是互相制約、互為矛盾的。所以同時滿足這兩方面的要求是困難的。折疊共源共柵技術(shù)可以較成功地解決這一難題, 這種結(jié)構(gòu)的運(yùn)放具有較高的開環(huán)增益及很高的單位增益帶寬。全差分運(yùn)放的缺點(diǎn)是它外部反饋環(huán)的共模環(huán)路增益很小, 輸出共模電平不能精確確定,因此,一般情況下需加共模反饋電路。
運(yùn)放結(jié)構(gòu)的選擇
運(yùn)算放大器的結(jié)構(gòu)重要有三種:(a) 簡單兩級運(yùn)放,(b)折疊共源共柵,(c)共源共柵,如圖1 的前級所示。本次設(shè)計的運(yùn)算放大器的設(shè)計指標(biāo)要求差分輸出幅度為±4V, 即輸出端的所有NMOS 管的VDSAT,N 之和小于0.5V,輸出端的所有PMOS 管的VDSAT,P 之和也必須小于0.5V。
主運(yùn)放結(jié)構(gòu)
該算放大器存在兩級:(1)Cascode 級增大直流增益(M1-M8);(2)、共源放大器(M9-M12)。
共模負(fù)反饋
德國力士樂REXROTH放大器對于全差分運(yùn)放, 為了穩(wěn)定輸出共模電壓,應(yīng)加入共模負(fù)反饋電路。在設(shè)計輸出平衡的全差分運(yùn)算放大器的時候,必須考慮到以下幾點(diǎn):共模負(fù)反饋的開環(huán)直流增益要求足夠大,最好能夠于差分開環(huán)直流增益相當(dāng);共模負(fù)反饋的單位增益帶寬也要求足夠大,最好接近差分單位增益帶寬;為了確保共模負(fù)反饋的穩(wěn)定, 一般情況下要求進(jìn)行共模回路補(bǔ)償;共模信號監(jiān)測器要求具有很好的線性特性;共模負(fù)反饋與差模信號無關(guān), 即使差模信號通路是關(guān)斷的。
