PSRR计算新方法！

guang3000 · 发表于 2011-7-5 21:54:27

本帖最后由 guang3000 于 2011-8-10 06:08 编辑

坚决支持楼主之原创，看得出来，楼主的电路推导工夫很强。

多谢支持！推导很强倒不敢当，我想这个文章主要还是思路，当列出小信号方程后，之后就是常见的处理了。一开始有这个想法的时候，推导这些方程，往往一写就是几页纸，之后用word的公式编辑器，列出小信号方程后，就是复制粘贴和整理的工作了，很方便。

楼主的计算非常好~~先计算出第一级的supply noise再代入第二级电路~~
楼主用的方法是直接解方程计算close loop的PSRR~~不知道楼主有没有想过~~分别计算第一级和第二级的open loop的supply noise贡献（分别从第一级和第二级的电源进入最后输出的noise），然后再除以loop gain得到close loop的PSRR~~个人觉得这样比解方程更容易理解电路的每一部份设计对PSRR的影响

你说的这个方法在低频的某些时候很方便。以最常见的二级运放为例，在Cc等电容存在的情况下，环路增益本身就是一个复杂的二阶传输函数。当考虑VDD从不同的路径到输出的传输函数时，考虑Cc等电容的存在，此时虽然运放开环，每一路到输出都是二阶传输函数，这样是很复杂的。

楼主不要弃楼啊

放心，我在这上面花了很多时间，不会弃楼的

楼主,图6 中的等效您是利用对称性是吧? 我感觉严格看的话，M3的漏端和M4的漏端电压不等吧,毕竟一个是电阻,一个是电阻和一个受控源.
另外 ,您说ALLEN书上计算正PSRR时,将M5接地,会增大Vdd分压到第一级的输出信号,可我感觉是会减少啊,相当于电阻分压时分子分母同时减去一个值吧,还有不太懂的地方是您说P输入的运放PSRR比N输入好一个档次,我不太明白,可否进一步解释一下.呵呵,我还没看完,希望能得和楼主进一步讨论

客气了，拉扎维书上129页图5.30就是类似的原理，当VDD变化时候，电路是对称的，M3和M4的漏端是同步变化的，这是一个一级运放里面5个晶体管方程的解，也是唯一的一个解。
这个分压信号是VDD和M4漏极之间的差值，也是M6管的Vgs，在M5漏端接地后增大了
P输入运放的PSRR主零点-20dB渐近线要比N输入的离开原点好多，导致高频处的PSRR好很多。低频的PSRR可以通过相减来提高，但是高频处的PSRR就不容易大幅改善，就是这个道理

inf · 发表于 2011-7-6 00:49:09

回复 30# guang3000

楼主，我想再请教一个问题，算psrr的时候，第一级运放的偏置电流源到底该如何处理，以N管输入为例，如您所说，allen将您文档里的M5当做接地处理，但是在拉扎维书中文版275页，将此电流源当做悬空处理，我个人感觉，如果当做理想电流源输出电阻很大的话，是不是在小信号计算中当做悬空处理才对啊，百思不得其解。
另外，楼主不知道看过下面这篇论文没？在N管输入时，该论文将N管输入的一级运放的电流偏置当做了短路到地处理，跟allen的类似，P管输入的一级运放的电流偏置当做了短路到电源！！到底电流镜的输出电阻ro去哪里呢？？能当做短路了吗？我实在是糊涂了，期待楼主精彩的解释。

eetop[1].cn_H-psr-regulator.pdf (365.72 KB, 下载次数: 219 )

guang3000 · 发表于 2011-7-6 04:06:52

本帖最后由 guang3000 于 2011-7-8 18:37 编辑

楼主，我想再请教一个问题，算psrr的时候，第一级运放的偏置电流源到底该如何处理，以N管输入为例，如您所说，allen将您文档里的M5当做接地处理，但是在拉扎维书中文版275页，将此电流源当做悬空处理，我个人感觉，如果当做理想电流源输出电阻很大的话，是不是在小信号计算中当做悬空处理才对啊，百思不得其解。
另外，楼主不知道看过下面这篇论文没？在N管输入时，该论文将N管输入的一级运放的电流偏置当做了短路到地处理，跟allen的类似，P管输入的一级运放的电流偏置当做了短路到电源！！到底电流镜的输出电阻ro去哪里呢？？能当做短路了吗？我实在是糊涂了

拉扎维P275页那里其实是一个近似的处理，为了简化。无论有没有ro5，代入环路之前，从VDD到运放的输出的分压都约等于1，这里对结果是没什么影响的，拉扎维书上式(9.13)说明了结果刚好是环路增益的倒数。这里就算加入ro5，计算过程复杂些，得出来的结果基本是一样的
Allen的那个短路是小信号的短路，其实ro还在，但Allen进一步的把这个M5的漏极也接地，导致计算有了偏差
至于这篇论文，个人认为论文前面推出的是最简单情况，后面倒引用Allen的结论起来了。论文的推论明显和Allen的差很远，倒啊。。。

inf · 发表于 2011-7-6 11:42:20

本帖最后由 inf 于 2011-7-6 11:58 编辑

拉扎维P275页那里其实是一个近似的处理，为了简化。无论有没有ro5，代入环路之前，从VDD到运放的输 ...
guang3000 发表于 2011-7-6 04:06

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我还是感觉拉扎维的近似是不是更合理点?他也在书里讲过"电流源对小信号而言是开路的",P126.如果ALLEN也在推导过程中将此处悬空,会是怎么样的结果?应该是会增加低频PSRR吧? 那篇论文的近似我是没看懂,我将电流源当作开路,推导出来的结果是还是一样的,论文那样推导合理吗.?

晕
另外,从论文来看,LDO的低频PSRR就是环路增益的倒数,这个结论好象也不太准确吧,貌似没有考虑Vdd对前级的影响,比如楼主的一些例子中底频PSRR就不是环路增益的倒数

guang3000 · 发表于 2011-7-7 22:00:51

我还是感觉拉扎维的近似是不是更合理点?他也在书里讲过"电流源对小信号而言是开路的",P126.如果ALLEN也在推导过程中将此处悬空,会是怎么样的结果?应该是会增加低频PSRR吧? 那篇论文的近似我是没看懂,我将电流源当作开路,推导出来的结果是还是一样的,论文那样推导合理吗.? 晕
另外,从论文来看,LDO的低频PSRR就是环路增益的倒数,这个结论好象也不太准确吧,貌似没有考虑Vdd对前级的影响,比如楼主的一些例子中底频PSRR就不是环路增益的倒数

说到精确当然是考虑电流源的小信号电阻，而且这个电阻不是什么时候都能够忽略的，要看情况。如果Allen在推导过程中将此处悬空，他的推导将会复杂好多，低频的PSRR会会改善一点。
那篇论文我只看了一部分，论文推导的过程连Cc也没包括，后面把Allen的结论拿出来，我觉得参考价值有限。
文章里的是简单LDO，只是想说明下这个LDO经典PSRR曲线的大概来源。

semico_ljj · 发表于 2011-7-7 23:27:23

nice...

inf · 发表于 2011-7-8 10:03:32

回复 37# guang3000

您意思就是电流源的小信号电阻接地还是悬空，还要综合考虑计算的复杂程度吗，这个好难分辨啊，该悬空时用来近似接地，怎么能保证计算出的结果是对的啊？问题比较多，别见笑~~~

afujian · 发表于 2011-7-8 14:01:15

xiexie

guang3000 · 发表于 2011-7-9 11:14:39

您意思就是电流源的小信号电阻接地还是悬空，还要综合考虑计算的复杂程度吗，这个好难分辨啊，该悬空时用来近似接地，怎么能保证计算出的结果是对的啊？问题比较多，别见笑~~~

例如本文中的图1，ro5就是一个Vdd信号进入环路的路径，这种情况不能忽略。
如果是图12中的常见N输入二级运放，Vdd是从第一级运放以分压的形式进入环路，这个分压的量加在第二级的影响是很小的，本来就可以忽略，所以这里把ro5看做无限大也对结果没什么影响。

inf · 发表于 2011-7-9 12:11:08

回复 41# guang3000

是。我困惑的核心就是图12 中ro5的处理，现在看来不管是allen的接地处理，还是当做无限大悬空处理，好像结果影响不大。

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