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Hspice中如何搭建一个理想的运算放大器和比较器

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
各位朋友:我现在想做一个10bits20MS/s的PipelineADC,选用的仿真工具是Hspice. 我想先用Hspice设计理想的运算放大器和比较器,然后利用理想运算放大器和比较器搭建理想的ADC。如果这个理想的ADC能够达到指标,那么就设计实际的运算放大器和比较器,来代替理想的运算放大器和比较器。 我觉得这样的设计过程容易找到设计中出现的各种错误,利于我调试。 但是我对Hspice不熟。想请教各位一下,Hspice中如何利于VCVS、电容和电阻等原件搭建一个理想的运算放大器和比较器?

verilog-A

坚决不用Verilog-A!

我也正在做这块,目前还不懂啊

nonlinearity, slew and soft-clip用理想模型不好模仿。只是模仿传递函数很容易

大哥 关于用hspice搭建理想运算放大器,你有什么心得么,求指教

如果是电压电压放大器,可以用VCVS,后面跟电阻,旁路电容到地,来模拟极点。
如果是电压电流放大器,可以用VCCS,电流积在电阻上,同样旁路电容来模拟极点。

用电压控制电压源啊

理想模型已经完成同意您的意见。

duoxie!

能不能哪位大神分享一下他的劳动成果,小弟谢过啦

同时小白,一起学学

请问,我搭建了一个运算放大器模型,但是不知道如何实现虚短与虚断

理想二级放大器的设计:二级放大器的主极点在放大器的补偿电容,而次极点则依赖于负载电容。先看一个单端输出理想放大器。其结构如下图所示。为了与实际放大器的输入输出端口相吻合,添加了AVDD、VBPU、VBPD、VBND等无效端口,端口OUTP也是无效的, VCMFB端口外接共模电平。电路中,电容C1和C2代表放大器的输入电容,EO1、ROL1和COL1组成了放大器的第一级,其中EO1代表了整个放大器的增益,ROL1和COL1组成放大器第一个极点;EO2、ROL2和COL2组成了放大器的第二级,其中EO2代表了是一个单位增益,(因为第一级的EO1代表了整个放大器的增益),ROL2和外部负载电容COL2组成放大器第二个极点。
下面开始确定EO1、ROL1、COL1、EO2、ROL2和COL2的值。遵循下面步骤:
1.首先确定EO1、ROL1、COL1。对于10bits,50Mps/s的ADC,放大器增益应该大于A=212≈73dB,单位增益带宽GBW=265MHz,实际上,由于存在大信号转换(Slewing),小信号建立时间ts应该小于采样周期的一半(采样频率的2倍)。一般可以认为小信号建立时间为80%×ts,因此单位增益带宽要比理论计算值大5/4。这里我们假定放大器增益为84dB≈15849,单位增益带宽为400MHz。根据公式,GBW=f0×A,其中f0为主极点的位置。根据这个公式,可以求得f0=GBW/A。同时f0=1/(2*π* ROL1*COL1),这里假设ROL1为1兆欧姆,那么COL1=1/(2*π* ROL1* f0)=A/(2*π* ROL1* GBW),得出COL1的近似值为6.3pF。因为EO1要代表整个放大器的增益,因此EO1的GAIN参数为15849/ROL1=0.015849。
2.然后确定EO2、ROL2、COL2。第二极点位置应该为GBW的2.2倍,即880MHz,这里取1GHz,由于外接负载电容COL2是3.6pF,同时利用公式f2=1/(2*π* ROL2*COL2),即1GHz=1/(2*π* ROL2*COL2),可以求得ROL2的值约为40欧姆,因为EO2要实现单位增益,因此EO2的GAIN参数为1/RL2=0.025。
3.输入电容C1和C2假定为0.2pF。
由此确定了理想放大器的所有器件的参数。



实际电路中,需要实现的是双端输入,双端输出的放大器。其结构如下图所示。图中C1和C2代表放大器的输入电容,E1、RL1、CL1、E2、RL2和CL2组成了放大器的第一级,其中E1和E2代表了整个放大器的增益, RL1、CL1、RL2和CL2组成了放大器的第一个极点;E3、RL3、外部负载电容CL3(图中没有画出)、E4、RL4和外部负载电容CL4(图中没有画出)组成了放大器的第二级,其中E3和E4实现单位增益(因为E1和E2代表了整个放大器的增益), RL3、CL3、RL4和CL4组成了放大器的第二个极点。另外,为了使输出共模电压为2.5V,电阻RCL3和RCL4都外接2.5V的直流电压端口VCM。
下面开始确定E1、RL1、CL1、E2、RL2、CL2、E3、RL3、CL3、E4、RL4和CL4的值。遵循下面步骤:
1.先按照单端输出放大器中计算各个器件参数的方法计算出EO1、ROL1、COL1、EO2、ROL2和COL2的值。
2.E1和E2的值为EO1,RL1和RL2的值为ROL1,CL1和CL2的值为COL1。根据差分原理,EO1除以2得出E1和E2的GAIN参数为0.015849/2。
3.E3和E4的值为EO2,RL3和RL4的值为ROL2,CL3和CL4的值为COL2即外部负载电容3.6pF。根据差分原理, EO2除以2得出E3和E4的GAIN参数为0.0125。
由此确定了理想放大器的所有器件的参数。对电路进行AC分析,得到380MHz的单位增益带宽,相位裕度为71度。

好東西謝謝分享

感謝你了,謝謝~

你好,你的理想模型是怎么实现的,可以说一下吗?虽然这个帖子很久了,但遇到同样的问题,多谢!

您好,我在第14楼写了理想模型的实现过程。

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