差分双端输出转单端输出？

billlin

給個方向:
可以查詢 Three amplifier(OP) Instrument amplifier

IA

billlin

您的圖是Vout=A(Vinp-Vinn),
A是OP的DC gain
隨製程而變,
每一顆都不一樣,
而且這個電路如果有offset,
Vout會在AVDD or 0V 的.
所以你不能這樣設計電路.

billlin

建議是用一般的two-stage miller-compensation Amplifier,
DC gain ~ 60dB(1000),
才不會有OP 的non-ideal effect,
而R 一般都用在百K Ohm 等級,
這樣Amplifier 就不用加output stage,
至於amplifier 要用PMOS input or NMOS input ,
取決於您的V1與V2的Min and Max Voltage,
假如您的V1或V2可能是0V,
那您的Amplifier 就要用PMOS Input 來設計,
另外您也要確定圖中的Vo1 and Vo2 在V1 and V2 給定電壓range,
Vo1 and Vo2 不可以飽和,
所以您要精算過.
一般是K=1,然後看您的gain要多少,
比如gain = 11 ,
那a=5,
而圖中的Vout=0V-K(2a+1)(V1-V2),
但這樣Vout 可以是負電壓,
實際是無法實現,
右下方接地改成AVDD/2,
那Vout=AVDD/2-K(2a+1)(V1-V2),
您可以要Study 一些3 OP 的Instrument Amplifier paper,
再來設計,
會比較有感覺吧!

另外您也可以那三個OP , 先用VCVS 取代,
先模擬電路的behavior ....

billlin

您還是study/google 3 OP Instrumentation amplier  paper,
比較有感覺吧!
要設計兩個電壓相減的精準類比電魯本來就不簡單

billlin

突然想到更方便的電路了~
再POST上來

billlin

V1-V2 類比電路

V1-V2

billlin

重算一便,
您是對的!
Vout=V1(-R2/R1)+)+[(R1+R2)/R1])*[V2(R4)/(R4+R3)]
能用最簡單的電路實現才是王道,
您試試看吧!

billlin

您可以先BYPASS OP 設計,
先用 VCVS 取代OP 來做設計.
再反過來設計OP.

billlin

只想表達,
可以先把OP 用VCVS 取代(正如您現在已經做了),

Example :
EOP Vout+ 0 VCVS Vin+ Vin- OP_DC_Gain(Example:1000)
R1........
R2........
R3........
R4........
這樣可以先決定R1/R2/R3/R4的值是多少,
一般設計是100K Ohm 以上,

等到都決定好了R1/R2/R3/R4的值之後,
再回頭設計OP電路,

一般OP的DC gain 要到80dB是比較困難的,
Two-stage miller Compensation OP DC gain 約60dB已經是頂點了,
^_^

billlin

不了解為什麼要到 M ohm級別 ?
您可以令 R1=R2=R3=R4=100K Ohm
當電阻到達K Ohm級別後,
OP 的DC gain 就與電阻值無關了!

您的OP 五十多dB?
您可以嘗試增大 Lenfth 或減小MOS的直流偏壓電流,
由於您並不在意響應頻寬,
所以您的OP可以設計的很窄頻(很低的unity-gain frequency),DC gain 很高的.
60dB 應該不是難事.

在工業用上,
所有的兩個類比電壓在 加/ 減/ 放大/ 縮小 都是用這個電路的,相當普遍.

加油!
會設計 Two-Stage Miller-Compensation OP 是進入類比世界的第一步.