分享

关于两级运放共模反馈接入点的考虑 | Return To Innocence

 mzsm 2014-10-13

全差分的放大器设计中需要考虑共模反馈,通常得到的反馈控制信号可以接到尾电流源或者负载电流源,这里我们试着对这两种接法的差异做一些分析

下图所示是一个完全反馈的全差分放大器,考虑理想的放大器特性以及共模反馈的作用,此时输入和输出电压都应该为设定的共模电压Vcmo

完全反馈的全差分放大器

这里需要注意的是,对于两级运放,上面的连接实际上在外部形成了一个共模信号的正反馈环路(对单级运放无此问题),即是说,对于运放输入共模信号,通过运放内部两级反相放大,最后输出的是同相信号,由于外部输出直接反馈到输入,因而此共模信号构成正反馈。

考虑到这一正反馈的存在,我们需要使运放内部的共模反馈的环路增益大于此正反馈的环路增益以保证我们所需的共模输出,即Acmfb > beta*Acm, 其中Acmfb为共模反馈的环路增益,beta为反馈系数,Acm为运放的共模增益。

下面所示为通过尾电流源调整的共模反馈方式的全差分放大器,其中cmfb sense部分利用理想模型加以简化。

通过尾电流源调整的共模反馈方式的全差分放大器

这里运放的共模增益Acm,由于尾电流源的等效source-degeneration的作用受到抑制,同时我们在设计中为尾电流源管提供适当的gm,以使Acmfb > Acm, 因此这时整个反馈系统的共模应在Vcmo。 但是,实际的仿真结果显示,系统的共模电压全被拉到地电平左右,只有将理想cm-sense部分的VCVS的增益提到足够高,才能将共模电压拉回Acmo。

对于造成这一问题的原因,我们考虑共模反馈的调整过程,或者某一初始状态,导致尾电流源管进入线性区,此时很可能Acmfb < Acm,导致正反馈起主导作用,且电路将无法恢复到 Acmfb > Acm 的状态,因此无法得到我们设定的共模电压

我们亦可以对调整负载电流源的 cmfb 方式加以类似的分析, 如下面电路所示。

调整负载电流源的cmfb方式

此电路中, 由于 cmfb 的调整不会改变尾电流源对 Acm 的抑制, 因此我们可以很容易的将系统的共模电压设定到 Acmo, 可见对于两级差分放大器, 通过将其 cmfb 信号反馈到负载电流源是一种更好的选择

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多