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所有這些干擾都是從哪里來的?

作者: 時間:2017-10-21 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  自從進(jìn)入市場以來,就給全球單電源系統(tǒng)設(shè)計人員帶來了極大優(yōu)勢。影響雙總諧波失真 + 噪聲 (+N) 特性的主要因素是輸入噪聲與輸出級交叉失真。單+N 性能也源自放大器的輸入輸出級。但是,輸入級對 +N 的影響可讓單電源放大器的這一規(guī)范屬性變得復(fù)雜。

本文引用地址:http://www.butianyuan.cn/article/201710/366935.htm

  有幾種單電源放大器拓?fù)淇稍谡麄€電源中接收輸入信號。在互補(bǔ)型差分輸入級拓?fù)渲校?dāng)放大器輸入接近負(fù)軌時,PMOS 晶體管導(dǎo)通,NMOS 晶體管關(guān)斷(圖 1)。當(dāng)放大器輸入接近正軌時,NMOS 晶體管導(dǎo)通,PMOS 晶體管關(guān)斷。

  這種設(shè)計拓?fù)湓谡麄€共模輸入范圍內(nèi)會對放大器失調(diào)電壓產(chǎn)生極大的變化。在接近接地的輸入?yún)^(qū)域,PMOS 晶體管的失調(diào)誤差占主導(dǎo)地位。在接近正電源的區(qū)域,NMOS 晶體管對成為主導(dǎo)失調(diào)誤差。當(dāng)放大器輸入穿過這兩個區(qū)域時,這兩個對都會導(dǎo)通。結(jié)果就是輸入失調(diào)電壓在兩級之間變化。當(dāng) PMOS 和 NMOS 晶體管都導(dǎo)通時,共模電壓區(qū)域大約為 400mV。這種交叉失真現(xiàn)象會影響放大器的 THD。如果將互補(bǔ)型輸入放大器采用非反相配置進(jìn)行配置,輸入交叉失真就會影響放大器的 THD+N 性能。例如,在圖 2 中,如果不使用輸入轉(zhuǎn)換,THD+N 為 0.0006%。如果 THD+N 測試包含放大器的輸入交叉失真,THD+N 為 0.004%。您可通過使用反相配置來避免這類放大器的交叉失真。

  另一個產(chǎn)生 THD+N 的主要因素可能是運算放大器的輸出級。單電源放大器的輸出級通常具有一個 AB 拓?fù)洹kS著輸出信號從一個電軌掃過另一個電軌,輸出級也會出現(xiàn)類似于輸入級的交叉失真,此時輸出級在晶體管間切換。一般來說,通過輸出級的較大靜態(tài)電流可降低放大器的 THD。放大器的輸入噪聲是造成 THD+N 的另一個因素。高輸入噪聲、高閉環(huán)增益或這兩者的存在,都會提高放大器的整體 THD+N 水平。

  為了優(yōu)化互補(bǔ)型輸入單電源放大器的 THD+N 性能,可將放大器放在反相增益配置中,并保持低閉環(huán)增益。如果系統(tǒng)需要將放大器配置為非反相緩沖器,那就更適合使用具有單差分輸入級和充電泵的放大器。



關(guān)鍵詞: CMOS 電源放大器 THD

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