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请教一个全差分运放带电阻负反馈环路时的CMFB问题

时间:12-12 整理:3721RD 点击:
两级全差分运放,如图1所示;
图2是在opamp无外部反馈环路时对VoCM节点处的vdc做stb仿真得到CMFB loop特性,DC phase=180;
图3是在opamp外部连接电阻负反馈环路时对对VoCM节点处的vdc做stb仿真得到环路特性, DC phase=0?!;
图4是对对cmdmproble做CM stb分析看到的环路特性,DC phase=0,这幅图反映出了外部的电阻连接上以后,对CM信号来说形成了一个正反馈环路,但是正反馈的增益为-96dB;
我困惑的是,如果根据图3来判定,这个运放在这种应用场景下会不会出现CM稳定性问题呢?
是不是一定得给运放的每一级都加一个CMFB?
诚请指点,多谢!
祝各位圣诞快乐!

我觉得不管是这样总的CMFB还是各级都有一个各自的CMFB,对共模信号来说,加上负载
之后就会产生一个正反馈环路,因为这是一个两级的opamp(两次inversion)。但这个
环路增益是由opamp的共模增益决定,所以应该很小。我觉得不带负载时,CMFB稳定的话
就可以了吧。
不太确定,等高手拍砖~

RAMBO,回来吧,他们今年年终奖每人似乎会发个非山寨轿车。。。如果按照当年的许诺。。。

还是每一级都加一个CMFB比较保险
不然CM不一定稳定

本人没做过全差分运放,瞎讨论几句。
我认为不用每一级都加共模反馈的,一般像这样加在第一级就可以了。
图3中 DC phase=0,应该是VCM与输出端通过电阻网络互联在一起导致的。

你试一下你们那个电路嘛
看有没有类似的问题呢

你已经试过了?如果每级都加CMFB,环路稳定性会提高么?
但是我觉得不管是一个CMFB,还是两个CMFB,主要问题并不是CMFB本身不稳定,而是由
于加上电阻负载之后,相当于把输出共模电压通过电阻反馈回输入端。因此,如果输出
共模电压增加,那输入共模电压就会增加,然后经过两级放大器的两次inversion,这样
就形成了正反馈又加到了输出端,周而复始……
我觉得问题是由于负载所形成的这个环路对于CM信号来说是个正反馈,而这个正反馈是
跟你用什么样的CMFB无关的。

建议每级都加共模反馈。
你这个电路如果输入输出都为3。3V时,共模反馈是拉不回来的,但是却是一个稳态。

应该没问题的,你可以在VoCM做个step瞬态仿真就知道了
这个原因还是挺巧妙的,你可以试着增大输入尾电流输出阻抗试试

一个结论是:
若A2*beta*R01*Gm>1时,会出现DC相位翻转-180->0,直观来说就是通过第二级经反馈网络到运放输入端形成的正反馈超过了负反馈。
其中A2为第二级共模增益(=差模增益),beta为反馈系数,RO1为第一级为共模的输出阻抗~gmin*roN*Rs//roP
,Gm为共模输入时的输入Gm~1/RS,RS为尾电流输出阻抗,R01*Gm为第一级共模增益
在此种设计中由于A2放大,A2*beta*R01*Gm一般很难小于1。
倘若输入输出共模分开,第二级由于共模反馈作用其共模A2变得很小,因此根据具体设计,A2*beta*R01*Gm可以能够做到小于1
那个仿共模的bench 显示增益为-90dB,是不能反映问题的,因为此时共模在工作,而仿真共模stb得到的是共模通路的开环特性。
以上纯属学术讨论,我个人觉得这个运放还是可以用的,没有什么问题,看看共模瞬态就知道了。

电路应该没有问题,不用管它
在运放第一级加cmfb就OK了
后面一张图的问题是你插probe的位置错了 反映不了放大器内部cmfb的情况
外部电阻反馈应该可以提高整体cmfb的效果,你内部有70dB的margin,已经足够多了

电源电压降低时的确出现了这种情况,DC仿真就发现工作点不对了
将第一级的偏置电流由60uA增大到80uA后,DC工作点就对了,CM step仿真也可以稳定
但是stb得到的相位特性仍然那么诡异

1.stb相位的问题前面已经解释过了,你画个小信号图推推就知道了
2.yywei的核心意思应该是启动问题,当然和你观察到的电源电压降低都是同一个原因

(1) You should be able to use one CMFB for multistage amplifiers
(2) CMFB loop is a single-ended 2-stage amplifier in your circuit, your CMFB loopgain setup is probably questionable
(3) Don't know your bandwidth/slew rate requirement but your bias current is kind of high
(4) This type of CMFB only works in a very limited range, you need to use more sophisticated CMFB circuit if this is not sufficient.


外部的电阻接上去后,对共模来说构成了一个正反馈环路,但是环路增益<1,只要没有内部的共模负反馈强,共模还是能够稳定的

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