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开环仿真运放时碰到的问题

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
我搭了个低频增益60dB的简单运放,并想在开环时验证这个运放的增益,当我在正向加2.001V,负向加2V时候,看DC工作点,输出电压为4.19V.如下图:


但是当我扫描正向端电压时,却得到下面的仿真结果:



上面的仿真结果与DC工作点居然不一样,我很困惑,而且从仿真波形看的话,也看不出低频增益是1000倍阿,我不知道自己哪里出错了,求大大指点 谢谢拉

这个貌似我也碰到过,也没明白

直流和瞬态还是应该有区别的

直流的扫描步长够精细吗?

开环的时候仿输出端的直流工作点其实没什么意义,因为你看的是系统失配造成的直流工作点. 正常的情况下输出反馈回来到输入端,直流工作点是由于环路增益而嵌位到输入端的电压的.至于这个仿真结果和直流扫描的结果为什么不同, 我看增加扫描的精度的话,结果就会统一起来,不过这样的话就是在仿小信号行为了, 为什么不在频率域仿真呢? 而且直流开环仿真也不准确,建议用"交流开环,直流闭环"的方式.

多谢关注

多谢大大的回答,您说系统失配是指管子的不匹配吗,还是其他阿?我在想如果工作在放大区,那输出电压不就是两输入相等时输出的直流偏置,再加上放大之后的输入之差么,我尝试修改了一下步长,不同的步长确实影响到了直流扫描的结果,我知道一般这种增益都是在频率域下看的,但是我想在时域上验证频率域下仿真出来的放大倍数,比如DCDC中的EA,我想从EA瞬态的输入输出,能验证我EA的放大倍数吗,毕竟放大要放在时域上才有意义阿

时域和频率域的增益当然是可以统一起来的,关键是你要保证两个仿真在同一个直流工作点上。系统失配,systematic offset, 我的理解是在一个有正电源和负电源供电的放大器中,如果输入共模电压为零,差模电压也为零,那么输出的电压就应该是零。任何在输入端加的额外的差模信号而使得输出端为零的,这个差模信号就是系统失配。 输入对管的不匹配大都是random offset, 是版图或者工艺波动引起的,不是systematic offset.

你可以把正端接固定电位如2V,负端接一个小信号2V+1mV的sin信号,这样量输出信号的峰峰值就知道瞬态放大倍数了。不过这种方法只能给你一个感觉,很难得到真正的放大倍数,因为amp已经工作在大信号状态,输出也很容易截止或者饱和。话说回来在时域下仿amp的Av意义不大,因为amp大部分还是用在闭环系统下,只在小信号状态下工作,而这时候的增益就是你AC仿真得到的AV。

多谢这位大大的回复啊,系统失配那就可以看成运放电路的非理想性造成的吧,那同理如电路正电压5V,负电压0V,那忽略系统失调,是不是输出要在2.5V啊,


多谢大大,正端加2V,负端接加2V+1mV的sin信号,运放不是工作在小信号放大状态吗,为什么还是大信号呢?如果不出现饱和和截止失真,那就该是真正的放大倍数吧,恩我知道运放一般工作在闭环下,我就是想通过瞬态仿真验证一下AC仿真得到的AV,开环仿好像不对,那闭环时域下能验证吗?

姑且不说啥高端的理论,这个电路中,电流源的接法都是错误的!
谈仿真结果没有什么意义!

一般情况运放开环的增益比较大,如果你输入信号加的比较大,这样输出放大后会使管子进入线性区,那么小信号模型就不适用了,此时电路就看作是大信号状态。
不如你的增益60db,大约就是1000倍。那输入1mv的差分信号,放大后差不多1V左右。但是你要同时保证你的输出级不会进入线性区。此时就可以得出你的增益。
如果要加正弦信号,频率要低。
开环增益是在小信号模型下得到的,小信号模型就是所有的管子都工作在饱和区。如果不工作在饱和区,那就是大信号分析了,其实DC扫描算是大信号分析了。

看了一下lz所用结构,多数情况是会有system offset的,只要工作时两个输入管VDS不相等,就会看到由此引入的OFFSET,这个也是一种system offset。

所以这样是不是就不是真正意义上的共模输入了如果要测Av关于VCM的曲线的话

为什么需要开环仿真运放增益,这个参数对小编有什么意义呢?运放的工作是需要有正常工作点的,所以建议交流开环,直流闭环去仿真

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