改善放大器電路電源抑制比的方法
摘要 在實(shí)際應(yīng)用電路時(shí),噪聲及波動(dòng)經(jīng)常不知不覺(jué)會(huì)引入到供電電壓中,從而影響輸出端電壓。為使電路穩(wěn)定,需消除或抑制所產(chǎn)生的噪聲。文中討論了3種改善放大器電路電源抑制比(PSRR)的方法:共源共柵方法、反饋技術(shù)、設(shè)計(jì)附加的能夠減小電源對(duì)輸出端電壓增益影響的電路。通過(guò)3種技術(shù)的仿真數(shù)據(jù)輸對(duì)比,其能維持較高的增益值,對(duì)有級(jí)聯(lián)放大器的電路設(shè)計(jì)有益,附加電路能夠滿足電源波動(dòng)穩(wěn)定性的需求。
關(guān)鍵詞 共源共柵;共源放大器;負(fù)反饋;PSRR
在實(shí)際應(yīng)用一個(gè)電路時(shí),噪聲和波動(dòng)常會(huì)在不知不覺(jué)時(shí)被引入到供電電壓中,從而影響輸出端電壓。為此,要使電路穩(wěn)定,就必須消除或抑制這些噪聲?;谶@個(gè)原因,弄清楚由供電電壓導(dǎo)致的噪聲,在輸出端是如何表現(xiàn)的以及如何測(cè)量并削弱這些影響輸出的噪聲是必要的。
PSRR是電路抑制來(lái)自于電源噪聲能力的量化術(shù)語(yǔ)。它被定義為輸入端到輸出端的增益與電源到輸出端增益的比值,即
這里,A(s)=輸入端到輸出端的增益=Gm×Rout;Ap(s)=電源到輸出端的增益=GMp×Rout。
因此
這里,Gm為輸入信號(hào)跨導(dǎo);GMp為電源跨導(dǎo)。
1 改善PSRR的方法
為減小電源波動(dòng)對(duì)輸出端的影響,Gm必須增加而GMp必須減小。理想情況下,要完全排除電源波動(dòng)的影響,就要使Gm無(wú)限大,而GMp為0。文中介紹了共源共柵技術(shù),負(fù)反饋技術(shù)和采用附加電路。3種改善放大器電路PSRR的方法,并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
通過(guò)從VDD到輸出端能夠反方向影響電源波動(dòng)的負(fù)增益改善PSRR,從而反映到放大電路的輸出端。共源放大器為應(yīng)用這一技術(shù)提供了支撐,結(jié)果已被證實(shí)。
2 共源共柵技術(shù)
2.1 簡(jiǎn)介
共源共柵技術(shù),盡管增加了放大器的輸出阻抗Rout,卻也極大地增加了放大器電路的增益。然而,從電源VDD到輸出端的增益仍然為1,與共源放大器相同。這樣,共源共柵技術(shù)改善了PSRR,由于它增加了輸入端到輸出端的增益,而保持電源到輸出端的增益為常數(shù)。
然而,和共源放大器相比,共源共柵也帶來(lái)了輸出擺幅和3 dB頻率點(diǎn)減小的不足。輸出擺幅減小是由于Vd輸出擺幅值要求較低。由于輸出能力增加,輸出端的頻率點(diǎn)左移而導(dǎo)致3 dB頻率的減小。
2.2 電路
共源電路如圖1所示,它由一個(gè)PMOS管作為負(fù)載,以負(fù)載MOS管的偏置電路來(lái)估計(jì)放大器的PSRR。一個(gè)30 μA的電流源被用做放大器的偏置。這個(gè)共源放大器的增益可以仿真到3 dB頻率為5.43 MHz8寸的356。由于電源端的增益AVDD為1,因此PSRR仍然為356。
多級(jí)共源放大器如圖2所示,它包括共源共柵NMOS晶體管M1和M2。這些晶體管的偏置電壓由鏡像電流源產(chǎn)生,并由M1分流。30μA的電流源被用來(lái)匹配共源放大器的偏置。盡管負(fù)載器件只包含單級(jí)MOS,沒(méi)有級(jí)聯(lián),但放大器的增益為722,是原來(lái)的2倍。然而,由于輸出阻抗增加,3 dB點(diǎn)的頻率減小到3.57 MHz。
DIY機(jī)械鍵盤相關(guān)社區(qū):機(jī)械鍵盤DIY
評(píng)論