thiẾt kẾ vi mẠch tƯƠng tỰhoangtrang/lecture note... · thay đổi băng thông ......

THIẾT KẾ VI MẠCH TƯƠNG TỰƯƠCHƯƠNG 8: Feedback

TP.Hồ Chí Minh 04/2012

Hoàng Trang-bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử[email protected]

11

Nội Dungộ g

ổ ề ồ ế Tổng quan về hồi tiếp Các topo hồi tiếp Các topo hồi tiếp Ảnh hưởng của loading

Ả ồ ế Ảnh hưởng của hồi tiếp đến nhiễu

2Chapter 8: Feedback

1. Tổng quan về hồi tiếpg q p

Sơ đồ hệ thống hồi tiếpSơ đồ hệ thống hồi tiếp

H(s): feedforward G(s): feedback

3Chapter 8: Feedback

1. Tổng quan về hồi tiếp (tt)g q p ( )

ủ ồ ế Thuộc tính của mạch hồi tiếp Giảm độ nhạy độ lợi

Th đổi tổ t ở Thay đổi tổng trở Thay đổi băng thông

Giảm độ bất tuyến tính Giảm độ bất tuyến tính

Chapter 8: Feedback 4

1.1 Thuộc tính mạch hồi tiếpộ ạ p

ả độ độ Giảm độ nhạy độ lợi

Av = ‐gm1.r01


Av = ‐C1/C2

1.1 Thuộc tính mạch hồi tiếp (tt)ộ ạ p ( )

Giảm độ nhạy độ lợi

βA gọi là loop gain βA càng lớn độβA gọi là loop gain, βA càng lớn độnhạy độ lợi của mạch sẽ càng nhỏ


1.1 Thuộc tính mạch hồi tiếp (tt)ộ ạ p ( ) Tính toán loop gain


1.1 Thuộc tính mạch hồi tiếp (tt) Thay đổi tổng trở ngõ vào


1.1 Thuộc tính mạch hồi tiếp (tt)ộ ạ p ( ) Thay đổi tổng trở ngõ ra


1.1 Thuộc tính mạch hồi tiếp (tt)ộ ạ p ( ) Thay đổi băng thông


1.2 Các dạng khuếch đạiạ g ạKhuếch đại điện thế Khuếch đại điện trở truyền


1.2 Các dạng khuếch đại (tt)ạ g ạ ( )Khuếch đại điện dẫn truyền Khuếch đại dòng điện


1.2 Các dạng khuếch đại (tt)ạ g ạ ( )

Bốn dạng khuếch đại cơ bản


1.2 Các dạng khuếch đại (tt)ạ g ạ ( )

ố ế đ ả ă Bốn dạng khuếch đại cải thiện hiệu năng


1.3 Cơ chế lấy mẫu và hồi tiếpy p

Lấy mẫu

Lấ ẫ điệ Lấ ẫ dò Lấ ẫ dò Lấy mẫu điện thế bằng volmeter

Lấy mẫu dòng điện bằng curent

meter

Lấy mẫu dòng điện bằng điện

trở


1.3 Cơ chế lấy mẫu và hồi tiếp (tt)y p ( )


2. Topo hồi tiếpp p

ồ ế đ ệ ế đ ế Hồi tiếp điện thế - điện thế Hồi tiếp dòng điện - điện thế Hồi tiếp điện thế - dòng điện Hồi tiếp dòng điện - dòng điện


2.1 Hồi tiếp điện thế - điện thếp ệ ệ

Lý tưởng:Rin ‐> vô cùngRout > 0Rout ‐> 0


2.1 Hồi tiếp điện thế - điện thế (tt)p ệ ệ ( )



Tổng trở ngõ rag g

VF = βVx Ve = ‐ βVxVe βVxVM = ‐ βA0VxIx = [Vx – (‐βA0Vx)]/Rout

Tổng trở ngõ ra giảm một lượng 1+βA0



Tổng trở ngõ vào Tổng trở ngõ vào

Ve = IXRine X inVF = βA0IXRinVe = VX – VF = VX – βA0IXRinI R = V βA I RIXRin = VX ‐ βA0IXRin

Tổng trở ngõ vào tăng một lượng 1+βA0


g g g ộ ợ g β 0

2.2 Hồi tiếp dòng điện - điện thếp g ệ ệ

Lý tưởng:Lý tưởng:Rin ‐> 0Rout ‐> 0


2.2 Hồi tiếp dòng điện-điện thế (tt)p g ệ ệ ( )

Để tính toán loopi h õ àgain, cho ngõ vào

bằng 0, đưa tín hiệuở ngõ vào hồi tiếpg p

loop gain = Gm.RF


2.2 Hồi tiếp dòng điện-điện thế (tt)2.2 Hồi tiếp dòng điện điện thế (tt)

VF = RFIXR I G = I V /R‐RFIXGm = IX – VX/Rout

Tổng trở ngõ ra tăng một lượng 1+GmRF


2.2 Hồi tiếp dòng điện-điện thế (tt)p g ệ ệ ( )

IXRinGm = IoutV = VX ‐ G RFIXRiVe VX GmRFIXRin

Tổng trở ngõ vào tăng mộtlượng 1+GmRF


2.3 Hồi tiếp điện thế-dòng điện p ệ g ệ

loop gain = gmF.R0


2.3 Hồi tiếp điện thế-dòng điện (tt)p ệ g ệ ( )


2.4 Hồi tiếp dòng điện-dòng điệnp g ệ g ệ

loop gain = βAloop gain = βAI


3. Ảnh hưởng của loadingg g

ổ Mô hình mạng hai cổng Loading trong hồi tiếp thế - thế Loading trong hồi tiếp dòng - thế Loading trong hồi tiếp thế - dòng Loading trong hồi tiếp dòng – dòng Tổng kết ảnh hưởng loading đến hồi g g g

tiếp


3.1 Mô hình mạng hai cổng3.1 Mô hình mạng hai cổng

Mô hình Z

Mô hình Y


Mô hình Y

3.1 Mô hình mạng hai cổng (tt)ạ g g ( )

Mô hình H

Mô hình G


Mô hình G

3.1 Mô hình mạng hai cổng (tt)

ể ả ở ủ ả đế Để phân tích ảnh hưởng của tải đến hệ thống hồi tiếp thì phải chọn lựa mô hình phù hợpphù hợp. Hồi tiếp thế-thế: mô hình G Hồi tiếp thế dòng: mô hình Y Hồi tiếp thế-dòng: mô hình Y Hồi tiếp dòng-thế: mô hình Z Hồi tiếp dòng-dòng: mô hình H Hồi tiếp dòng dòng: mô hình H


3.2 Loading trong hồi tiếp thế-thếg g p

Dùng mô hình G để phân tích

D A G I ê ó thể đơ iả ô hì h từ b


Do A0 >> G12I2 nên có thể đơn giản mô hình từ a sang b

3.2 Loading trong hồi tiếp thế-thế (tt)g g p ( )



Độ lợi open loop có thể được tính theo hình 8 39 ới G V 08.39 với G21Vout = 0



Tính open loop và closed loop gain của mạch


3.3 Loading trong hồi tiếp dòng-thếg g p gDùng mô hình Z để phân tích


3.3 Loading trong hồi tiếp dòng-thế (tt)


3.3 Loading trong hồi tiếp dòng-thế (tt)g g p g ( )


3.4 Loading trong hồi tiếp thế-dòngg g p gSử dụng mô hình Y để phân tích


3.4 Loading trong hồi tiếp thế-dòng (tt)g g p g ( )


3.5 Loading trong hồi tiếp dòng-dòngg g p g g

Sử dụng mô hình H để phân tích


3.5 Loading trong hồi tiếp dòng-dòng(tt)3.5 Loading trong hồi tiếp dòng dòng(tt)


3.5 Loading trong hồi tiếp dòng-dòng(tt)g g p g g( )


3.6 Tổng kếtg

ớ Ba bước phân tích loadingTính độ lợi vòng hở (open loop) AOL

Xác định tỉ số hồi tiếp β và βAOL

Xác định độ lợi của mạch: bằng tỉ số giữa độ lợi vòng hở và 1 + βAOL


3.6 Tổng kết (tt)g ( )


4. Ảnh hưởng hồi tiếp đến nhiễug p

Hồi tiếp không cải thiện ảnh hưởng của nhiễu đến mạch


END OF CHAPTER 8

FEEDBACK

49

thiẾt kẾ vi mẠch tƯƠng tỰhoangtrang/lecture note... · thay đổi băng thông ......

Documents