请问sigma delta调制器的运放加了共模负反馈后性能变差了很多

ll980623 · 发表于 2022-7-12 22:43:18

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搭了一个二阶CIFF SDM如图所示：
G1{)Y$VY4Z48X6EBY2{$[P8.png

这个电路里运放的共模负反馈是理想的，其他模块都是晶体管，仿真结果16.93bit

)X}$HBFH7KZM55}{WZK`})S.png

然后我把运放的共模负反馈改成了开关电容的，如图所示：

A_47K)AN]Z9P4OOHS354JDJ.png

仿出来SNDR掉了一大截，ENOB只剩13.57bit：

~U8S4ZS)NT7DK}`W633XF8U.png

我又把共模负反馈改成了连续型的，如图：

]H@35H6GYRE)~EQC)E@[J)4.png

仿出来性能更差了，才12.36bit：

~HS~Z84D$}9X)SIZNH7SGY6.png

请问共模负反馈对SNDR的影响这么大的吗？还是说在调共模负反馈的时候有什么参数我可能没有考虑进去？请大佬们解答一下。万分感谢！

cuizih · 发表于 2022-7-13 07:57:00

可能是加入共模反馈后你的影响了你的运放的增益，开关电容共模反馈相当于一个RC。也有可能你运放的带宽，零极点都改变了。你可以单独仿带理想共模反馈的和实际的运放看看

adhylin · 发表于 2022-7-13 08:36:26

楼主能共享一下bench是怎么搭建的吗

ll980623 · 发表于 2022-7-13 09:12:43

cuizih 发表于 2022-7-13 07:57
可能是加入共模反馈后你的影响了你的运放的增益，开关电容共模反馈相当于一个RC。也有可能你运放的带宽，零 ...

单独仿运放AC理想CMFB和实际几乎没有差别但trans差别比较大

ericking0 · 发表于 2022-7-13 09:29:28

呃，虽然贴了不少图，但是说实话有效信息并不多，只能随便说说了；
1. 低速的DSM，OTA用SC-CMFB很成熟了；
2. OTA电流多大？CMFB电容有多大？CMFB两侧电容的两头的驱动是啥？
3. 输出共模的tran是什么样的？CMFB反馈那点的tran是什么样的？
4. 连续域那种方式对摆幅是有要求的，你输出节点摆幅压倒多少了？

wjx197733 · 发表于 2022-7-13 11:04:18

ll980623 发表于 2022-7-13 09:12
单独仿运放AC理想CMFB和实际几乎没有差别但trans差别比较大

楼主的输出摆幅有多大？会不会是连续型共模反馈的输入管截止了？或者开关型共模反馈的电容太大，造成放大器的响应出现变化？

ll980623 · 发表于 2022-7-13 11:30:08

ericking0 发表于 2022-7-13 09:29
呃，虽然贴了不少图，但是说实话有效信息并不多，只能随便说说了；
1. 低速的DSM，OTA用SC-CMFB很成熟了；
...

谢谢前辈回复，OTA的尾电流8uA，不算SC_CMFB的话负载电容2pF左右，摆率是够的
另外SC_CMFB给的电容是200fF和50fF，那么总的负载电容应该增加了0.25pF，这个值按理说应该影响不大
我用理想CMFB仿AC得到的波特图如下：

HKM9(D1ZRQ$}UU)}`JL3ANO.png

增益88dB，带宽3Mhz
给运放输入±10uV的差分电压，用理想CMFB仿trans得到的输入/输出波形如下：

B25_11KA}HCVTV3BMO3N2JS.png

得到的输出电压幅度为±252mV
这个放大倍数和AC基本吻合
然后把理想CMFB换成SC_CMFB，我是这样接的：

OZ_WA9_61[P}HGU[}]C}V]F.png

仿trans得到的输入/输出波形如下：

[W(OMY@`)YNX5V$AB0T)5.png

得到的输出电压幅度只有±18mV，比理想CMFB下降了十几倍（问题可能就是出在这，但是我把SC_CMFB的开关换成理想的仿出来跟这个波形也差不多，不知道该怎么解决）
VCMFB这点的trans如图：

$SQ@X3{{%B{M5Y)0QGHOFR5.png

在0.98V附近波动，直观上看是符合预期的
请前辈帮忙看一下我的问题出在哪里，万分感谢

ll980623 · 发表于 2022-7-13 11:31:56

wjx197733 发表于 2022-7-13 11:04
楼主的输出摆幅有多大？会不会是连续型共模反馈的输入管截止了？或者开关型共模反馈的电容太大，造成放大 ...

输出摆幅最大±1.2V，连续型的问题可能就是出在这里，摆幅受限制了，不过SC_CMFB理论上没有摆幅限制仿出来也不对

ll980623 · 发表于 2022-7-13 11:33:27

adhylin 发表于 2022-7-13 08:36
楼主能共享一下bench是怎么搭建的吗

我是把SDM的输出码流导出成csv文件然后导入到matlab做FFT

tancong · 发表于 2022-7-13 12:04:51

可以看看加入实际共模反馈后积分器的积分是否满足

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