SPICE 仿真

大家好，欢迎观看有关电流反馈放大器的 TI 高精度 实验室视频的第三部分。 该系列的第一部分介绍了电流反馈 放大器并解释了此类器件背后的 稳定性理论。 该系列的第二部分着重讨论压摆率 性能和基本电流反馈放大器的 内部架构。 本视频将重点讨论如何执行 [? spy ?] 仿真以获取电流反馈放大器的 接近率和相位裕度。 请确保您已经观看了有关运算放大器 稳定性的视频和以前的电流反馈 放大器视频。 此处所示的表回顾了用于 电压反馈放大器稳定性分析的 术语并显示了用于电流反馈架构的 等效术语。 此处所示的 TINA 图突出了获取 每种放大器的稳定性曲线 所需的电路。 值得注意的是，电压反馈放大器 和电流反馈放大器的β 因数是不同的。 这是因为我们专注于放大器 反相输入的误差电流， 而不是误差电压。 由于我们要测量误差电流，因此 我们的 β 因数方程也发生了变化， 如电流反馈放大器系列的 第一部分所述。 反馈因数是获取电流反馈 放大器与电压反馈放大器 所需的稳定性曲线之间的 主要区别。 以下幻灯片快速回顾了 如何使用 TINA-TI对放大器进行 稳定性分析。 接下来，我们将获取 THS3491 电流反馈 放大器的相位裕度。 很显然，该器件的 模型不具有放大器的典型 形状，而是包含更多的引脚。 虽然表中显示的大多数引脚说明 都很简单，但断电和反馈引脚可能 最容易导致混淆。 为了使器件正常运行， 断电引脚必须连接到 1.5 伏 或更高的电压。 否则，THS3491 将进入断电状态。 在本视频中，您要将断电引脚连接到 我们的正电源。 反馈引脚FB 和输出 引脚 Vout 在模型中具有内部连接。 实质上，这两个引脚充当相同的节点。 获取开环曲线的第一步是检查 电路的直流工作点，以确认 放大器正确偏置。 这可以通过依次单击“Analysis”、“DC Analysis”和 “Calculate Nodal Voltages”来完成。 在本例中，我们可以看到偏置电流大约 为一微安，输出电压为 8.3 毫伏。 输出电压反映了输入失调电压 与我们的噪声增益的乘积， 为我们提供了大约 1.65 毫伏的 输入失调电压。 将两个直流值与数据表中的 相应范围进行比较，我们可以看到仿真的 输入偏置电流和输入失调电压 均符合 THS3491 的规格。 既然我们已经确认了放大器的偏置正确， 那么我们就可以在放大器的 带宽上进行交流传输特性分析。 这可以通过依次单击“Analysis”和“AC Analysis” 并选择“AC TransferCharacteristic”来完成。 此处所示的开始和结束频率 设置为与 THS3491数据表的开环 响应中使用的频率范围相匹配。 运行分析之后，我们将看到 输出电压和误差电流曲线 Vout 和 IFB 的幅度和相位。 与电压反馈放大器的情况 类似，我们将使用后处理器来生成开环 跨阻或 zol和 1/β 曲线。 在后处理器中，可以输入 开环跨阻 zol 和 1/β曲线的方程。 尽管 Vout 曲线中已经提供了环路 增益曲线，但快速检查 zol 和 1/β 曲线 将有助于我们确认所示的环路增益曲线 是准确的。 有了曲线之后，我们可以通过将 zol 曲线 与数据表中的开环跨阻曲线进行比较 来检查我们的 zol 曲线。 为了检查 1/β 曲线，可以将 y 轴 更改为对数，以便我们可以 找到以欧姆为单位的值。 在使用光标找到该值之后， 我们应该确认该欧姆值与 使用公式RF 加 RI 乘以 NG 所得的值接近。 如果这些曲线与预期结果不相符， 则说明构建的电路有问题或 放大器的SPICE 模型 并非用于生成开环曲线。 在该仿真中，开环跨阻曲线 和 1/β 曲线均符合预期结果。 确认 zol 和 1/β 曲线之后，我们将重新 设置图的格式。 我们隐藏了不需要的误差电流或 IFB 曲线， 并更改了 x和 y 轴的范围 和增量。 在每个轴上更改的值以红色框突出显示， 并设置格式以更易于 查看和分析。 最后，我们要将光标放置在 环路增益曲线 Vout 的幅度为零 dB 的位置， 从而找到相位裕量。 使用图例，我们可以找到该频率下环路 增益的相位，并确定我们的相位裕量， 在本例中大约为 60 度。 电流反馈放大器的数据表中提供的 建议反馈和增益电阻器值 通常设法提供大约 60 至 65 度的 相位裕度。 电流反馈放大器视频培训系列的第三部分 到此结束。 感谢观看，请参加测验。