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环形控制设计的原理

由于常数运算放大器的负反馈连接,使得电压Fx=Fy,所以开关晶体管Mi和M3由同时导通到同时关断的过程中,电流源M5和电流源M6漏端的电压不变,电荷泵的输出电压不会产生较大的波动,这种基于常数跨导轨到轨运算放大器的负反馈连接方式抑制了电荷共享引起的电荷泵输出电压波动。


当然,为了更好的抑制电荷共享,ca88手机版厂还需要重点考虑常数跨导轨到轨运算放大器Ampi内部的电路结构。电荷泵的输出电压接近满摆幅输出,普通结构的放大器受到输入电压范围的限制,在满摆幅输入电压时不能提供足够的电压增益,因此在一定电压范围内,无法抑制电荷共享。轨到轨运算放大器虽然能够在满摆幅输入电压范围内提供电压增益,但是在不同输入电压时,电压增益大小变化较大,无法保证锁相环在锁定不同频率下,电荷泵的输出电压波动都很小。而常数跨导轨到轨运算放大器能够在满摆幅输入电压的范围内,保证近似相等的高电压增益,有效的抑制了锁相环锁定在不同频率下电荷泵的电荷共享。


电路由差分输入级(Ml〜Mi2和Mn,Mp)、增益级(Mi3〜M20)和推挽输出级(M21〜M24)组成。在差分输入级中Mn和Mp分别为电流源,Ml,M2为N型差分输入管,由Mn提供电流;M3,M4为P型差分输入管,由Mp提供电流。晶体管M5,M6将输入信号进行电位平移,实现常数跨导轨到轨运算放大器的功能。增益级采用共源共栅结构,提高输出电阻,增加放大倍数,进一步减小电荷泵电压Fx和电压Fy的误差。常数跨导轨到轨运算放大器采用了负反馈的连接形式,因此输出级采用了互补推挽输出结构,进而提高输出电压的范围。


ca88手机版厂为了保证电压增益在满摆幅输入电压的范围内为常数,在设计的轨到轨放大器电路中加入了电位平移的电路,保证了跨导为常数。下面讲述电位平移的实现过程。输入电压由零变到电源电压的范围内,放大器的直流增益为100dB,相位裕度为69.6°,满足了频率稳定性的要求。在输入电压不同的情况下,直流增益的变化不明显。

表1:ca88手机版输出电压波动的仿真结果

传统电荷泵

提出的电荷泵

输出电压波动幅度

3.5mV

2mV


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点击次数:  更新时间:2018-03-10 11:21:11  【打印此页】  【关闭