CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)-ch8反饋

CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)反饋2/4/20232006-12-19提綱2

提綱1、概述2、反饋結(jié)構(gòu)3、反饋對噪聲的影響HITMicroelectronics王永生2/4/20233概述－理想反饋系統(tǒng)

1、概述負(fù)反饋放大器

哈爾德·布萊克(HaroldBlack)于1921年8月發(fā)明反饋系統(tǒng)

H(s)為“開環(huán)”傳輸函數(shù)；Y(s)/X(s)為閉環(huán)傳輸函數(shù)

反饋系統(tǒng)的要素前饋網(wǎng)絡(luò) 反饋網(wǎng)絡(luò)前饋放大器檢測輸出方式反饋網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生反饋誤差的方式（返回機(jī)制）HITMicroelectronics王永生2/4/20234概述－反饋電路的特性1.1反饋電路的特性

增益靈敏度降低βA>>1，βA稱為環(huán)路增益不要與“開環(huán)增益”混淆βA越大，Y/X對A的變化越不敏感βA越大，閉環(huán)增益就越精確

終端阻抗發(fā)生變化HITMicroelectronics王永生2/4/20235sA0s概述－反饋電路的特性1.1反饋電路的特性（續(xù)）

帶寬變化

假定反饋放大器的傳輸函數(shù)只有一個(gè)極點(diǎn)

A0Y(s)X(s)=

1+

ω01+β

1+

ω0=1+

A0

1+βA0

s(1+βA0)ω0可見，3dB帶寬增加了βA0倍，但是以增益的減小為代價(jià)的

非線性減小HITMicroelectronics王永生2/4/20236概述－放大器的種類1.2放大器的種類電路模型：電路實(shí)現(xiàn)：HITMicroelectronics王永生2/4/20237概述－檢測和返回機(jī)制1.3檢測和返回機(jī)制

信號：電壓；電流

四種反饋：V-V;V-I;I-I;I-V

檢測：

電壓：并聯(lián)反饋 電流：串聯(lián)反饋

返回：信號相加

電壓相加：串聯(lián) 電流相加：并聯(lián)HITMicroelectronics王永生2/4/20238反饋結(jié)構(gòu)

2、反饋結(jié)構(gòu)2.1電壓－電壓反饋HITMicroelectronics王永生2/4/20239反饋結(jié)構(gòu)2.1電壓－電壓反饋（續(xù)）

對輸出阻抗的影響

定性分析： 只要環(huán)路增益遠(yuǎn)大于1，輸出值 與RL無關(guān)→低輸出阻抗的電壓源

定量分析：HITMicroelectronics王永生2/4/2023反饋結(jié)構(gòu)102.1電壓－電壓反饋（續(xù)）

對輸入阻抗的影響

定性分析： 前饋放大器的輸入阻抗只承受輸 入電壓的一部分→增加了輸入阻 抗 定量分析：HITMicroelectronics王永生2/4/2023反饋結(jié)構(gòu)112.2電流－電壓反饋

反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)具有電阻的 量綱

Ve=Vin?VFHITMicroelectronics王永生2/4/2023IG反饋結(jié)構(gòu)122.2電流－電壓反饋（續(xù)）

對輸出阻抗的影響

定性分析： 輸出電流是輸入信號的精確復(fù)制 （G）→高輸出阻抗的電流源

定量分析：

IG=?GmVFHITMicroelectronics王永生2/4/2023反饋結(jié)構(gòu)132.2電流－電壓反饋（續(xù)）

對輸入阻抗的影響

定性分析： 前饋放大器的輸入阻抗只承受輸 入電壓的一部分→增加了輸入阻 抗 定量分析：HITMicroelectronics王永生2/4/2023反饋結(jié)構(gòu)142.3電壓－電流反饋

反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)具有電導(dǎo)的 量綱

Ie=Iin?IFHITMicroelectronics王永生2/4/2023反饋結(jié)構(gòu)152.3電壓－電流反饋（續(xù)）

對輸出阻抗的影響

定性分析： 輸出電壓是輸入信號的精確復(fù)制 （R）→低輸出阻抗的電壓源

定量分析：HITMicroelectronics王永生2/4/2023反饋結(jié)構(gòu)162.3電壓－電流反饋（續(xù)）

對輸入阻抗的影響

定性分析： 前饋放大器的輸入阻抗只承受輸 入電流的一部分→減小了輸入阻 抗 定量分析：HITMicroelectronics王永生2/4/2023=反饋結(jié)構(gòu)172.4電流－電流反饋

IoutAI

Iin1+βAI

Rout,close=Rout(1+βAI)Rin,close=

Rin(1+βA