比较器大信号问题

amplifier_bias

简单的两极运放作为比较器，第一级五管，第二级共源，输入一端接VREF，另一端接锯齿波，就是张弛振荡器里面用，请问这种只工作在大信号模式下的比较器需要考虑直流工作点下全部管子都在饱和区吗？还是说只要计算每一级的翻转阈值就好了，例如第二级当成是电流源负载的反相器。工作时就算两点输入电压相等工作点也不是DC时点工作点，那么考虑DC点作用是什么？瞬态没有看出作用，摆率倒是最大影响

amplifier_bias

在线等。。。急

xux1991

DC工作点最好要调到饱和区吧，因为影响直流增益的大小，直流增益又决定了输入离VREF多近的时候输出翻转，

xuwenwei

前面几级最好在饱和区 ，最后一级实际工作的时候可能不在饱和区 但是你设计的时候让它在饱和区也不影响吧，一般比较器大多都是跑瞬态看特性的吧

amplifier_bias

xux1991 发表于 2021-2-5 17:11
DC工作点最好要调到饱和区吧，因为影响直流增益的大小，直流增益又决定了输入离VREF多近的时候输出翻转， ...

但是到了两端电压都等于VREF的时候第一级五管放大器的输出仍然为高电平，那么直流增益从哪里可以体现？而且理想情况下就是反向端从零开始充电，等于VREF的时候翻转的，然后将电容放电，所以波形是锯齿波，由于第一级的尾电流对第一级输出节点放电造成了延时，既然在两端输入相等的情况下跟小信号直流工作点不同，那要怎么考虑这个直流增益

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xuwenwei 发表于 2021-2-5 17:14
前面几级最好在饱和区 ，最后一级实际工作的时候可能不在饱和区 但是你设计的时候让它在饱和区也不影响吧， ...

五管放大器直流工作点处于饱和区没有问题，但主要想请教一下直流工作点或者说增益对于这种大信号工作模式，即通过电流对电容充放电的工作状态的影响主要体现在哪里？因为即使两端都等于VREF都时候第一级输出电压都不等于直流都工作电压，因为存在节点充放电延时，等到输出节点翻转都时候两个输入端的电压已经不相等了，那么这个直流工作点应该如何考虑？

amplifier_bias

其实对于比较很小信号幅度的那种情况，例如10mV或者以下的，考虑直流工作点和增益和offset是很好理解的，因为可以认为就是在工作点附近比较，随机offset和系统offset决定最小精度，但是对于这种大信号的问题反过来如何考虑直流就有点不理解

xux1991

amplifier_bias 发表于 2021-2-5 18:58
但是到了两端电压都等于VREF的时候第一级五管放大器的输出仍然为高电平，那么直流增益从哪里可以体现？而 ...

输入并不是等于VREF的时候输出就会翻转，由于增益有限，所以阈值需要比VREF大一点，那么到底大多少？我觉得是受VREF附近的dc工作点决定的。你可以搭一个理想opamp，设置不同的gain，看看曲线有啥区别

amplifier_bias

xux1991 发表于 2021-2-5 20:00
输入并不是等于VREF的时候输出就会翻转，由于增益有限，所以阈值需要比VREF大一点，那么到底大多少？我觉 ...

谢谢这个可以试试看

海绵

xux1991 发表于 2021-2-5 20:00
输入并不是等于VREF的时候输出就会翻转，由于增益有限，所以阈值需要比VREF大一点，那么到底大多少？我觉 ...

你好，我最近也在做一个电压比较器，五管OTA+电流源负载的共源级。目前对于VREF附近的   DC增益仿真有些困惑。

我尝试了两种增益仿真方式：

1，负反馈接成单位增益缓冲器，用iprobe跑stb得到环路增益，得到gain为59dB

2，VIN-给DC的ref电压，VIN+给相同DC再加1V的AC，环路断开，输出空载，跑ac，求出vout/VIN+的AC增益，gain为49dB。

方法2存在一个问题，断环的时候由于输出DC没有钳位（电流源负载的共源极放大），所以第二级放大器的工作状态随温度，corner变化巨大，增益变化很大。
得到的结论是，应该用方法1  接成闭环仿真。

存在困惑的点是：  
Q1：比较器在实际应用过程中是开环用，他的输出电压就是逻辑高和低，并没有钳位电路来给输出点DC偏置，为什么增益仿真要用闭环（闭环将输出DC钳位在vref）？


Q2：比较器的输入信号，似乎都是大信号，比较的是直流电平，仿真小信号增益的意义何在？  


感谢！