BentlyNevada330130-085-00-00随着电子技术的进步，数字电视也得到了迅猛发展，其中视频数字编***芯片是它的核心部件，而ADC又是影响其性能的关键模块，因此设计高性能的模拟前端ADC成为IC设计的挑战。本文设计了一种在12位精度、80MHz采样率的ADC中负责采样保持的核心电路—运算跨导放大器(OTA)。运放结构的选择根据ADC的要求可以推算出运放的性能指标，如表1所示，据此可以选择运放的结构。目前常见的三种基本的运算放大器结构如图1所示。图1(a)是简单的两级运放，它具有大的输出摆幅2(Vdd-2Vds,sat)，但频率特性差，一般用Miller法补偿，使得相位裕度变小，但会导致电路稳定性变差。另一种改进的补偿方式是增加调零电阻R2=1/Cc(1/gmb-R)，但由于工艺的不稳定性，难以得到***的电阻值。图1(b)是套筒式运放，整个电路可以看成是单极点系统，无需补偿，因此频率特性好；又因为它只有2条主支路，因此功耗低，但输入/输出摆幅小。图1(c)是折叠式共源共栅结构，它改进了套筒式输入/输出摆幅小的缺点，但存在4条主支路，功耗大且稳定性变差。综上所述，本文结合图1(b)、(c)的优点，设计了全差分套筒式增益增强型运放，如图2所示，它能满足高增益带宽、低功耗等设计要求。电路原理分析增益倍增为了提高增益，在共源共栅结构上附加辅助运算放大器，如图3所示，可以增强共源共栅效应。辅助运放的放大倍数为Aadd，通过减小由输出到输入管漏极的反馈，输出可增大Aadd倍，也即等效于：Rout≈(gm2***2(Aadd+1)+1)***1+***2。其中，gm2是M2管跨导，***1与***2分别为M1与M2的输出阻抗。因此电路的直流增益也会增大同样的倍数，***=gm1Rout≈-gm1***1(gm2***2(Aadd+1)+1)。同理，给图2中的套筒式主运放加上辅助运放后，其直流增益可提高为***=-gm1[(gm5***5***7Aadd_p)//(gm3***3(***9//***1)Aadd_n)],式中Aadd_n和Aadd_p分别是辅助运放A_n和A_p的放大倍数。图4中示出了n型辅助运放A_p的结构。p型辅助运放A_n用于推进主运放的M3、M4管，n型辅助运放A_p用于推进主运放的M5、M6管。辅助运放采用折叠式结构，不需要太快的速度和建立时间，因此其尾电流取为主运放的1/10，大大降低了整个电路的功耗和面积。频率响应分析图2中全差分套筒式共源共栅运放的主极点在P1点，频率为wp1=-1/RoutCL；次极点位于P2或P3点。通常由于p管的迁移率比n管的迁移率小，因此p管的过驱动电压较大，导致宽长比W/L也较大，即P2点的电容比P3的电容大。因此可以认为P2点为次主极点，wp2=-gm5/Cp,其中gm5为M5管的跨导，Cp主要包括M5管的栅源电容Cgs和M3管的栅漏电容Cgd。而主运放的单位增益频率为wu=gm1/CL，其中gm1为M1管的跨导。当加入辅助运放时，附加的增益部分与M5管形成闭环，若附加增益部分速度太快，电路就可能变得不稳定。又因为辅助运放增加了一对零极点wdoublet，如果设计不好，就会严重影响运放的建立特性。因此应使这对零极点尽量靠近，并且尽量远离主运放的单位增益频率，同时还要小于主运放的次主极点，即：bWu瞱doublet瞱p，其中b是闭环反馈系数。MAGNETAGGSU50Z.I*USED*EFECTORIM350*NEWINABOX*SENTROLINDUSTRAL129-6N-12J*USED*LONGFORDINTERNATIONALM1002-4*NICE*IMOL2H-H202S-WS*USED*KUNKLE912BEM01-JE*USED*GENERALELECTRICCR215GH81W/CR215GFA*USED*CUTLERHAMMER10316H187*USED*MICROSWITCHCLSB7AHE***YDUTYLIMITSWITCH*USED*CINCINNATIMILACRON3-424-1878A*USED*ACRISON121-0299*USED*MAGNETEKGED333DRIVEDS041*USED*DRC25-F051-B07-100?0*USED*MODICONPC-A984-120*NICE*ADVANCEDINSTRUMENTSAZ1L600-0126*USED*MICROMOTION1002716*USED*POWERBOARDASSYB9588MX-02*USED*PANALARM70-AM1*USED*PARKERD31VW1D1Y27*USED*CINCINNATIINCORPORATION828630REV.ACIRCUITBOARD*US...OMRONE32-DC200D*USED*ACOPIANB24G210*USED*THERMOSWITCH01-01780-529*USED*FISHERRV150XHDAD2*NEWINBOX*ZZ-ANTRIEBEGMBHK080-**-1.0-311?2GEARREDUCER*USED*ELEXONPOWERSYSTEMSSOLV15-24POWERSUPPLY24V,.75A*...ACMEELECTRICCORPORATIONTA-1-81210INDUSTRIALCONTROL...MODICON140DDO35300*USED*KEYSTONE790-200PNEUMATICACTUATOR*USED*ALLENBRADLEY800T-HZSER.T*USED*LOTOF3POTTERBRUMFIELDCDB-38-70003*USED*NUMATICS0750D02-02A*USED*FURNAS69HA3PRESSURESWITCHCONTROL*NEWINABOX*SIEMENS3UA5000-0E*USED*SAN***TYPEW-21TIMESWITCH*USED*ALLENBRADLEY871C-C15B30SERIESA*USED*LOTOF3SIEMENS3RG-4022-0AB00*USED*REULAND0BCA-G46Z21-B20?7*USED*ALLENBRADLEY1394-AM75SERIESAACSERVOCONTROLLER*U...REULAND0BCA-H16Z21-B77?0*USED*I-T-ECIRCUITBREAKEREE3-B015*NICE*TEL/VARIANPOWERSUPPLYVTB24SA*NEWOUTOFBOX*LOTOF2YAMATAKESL1-H-E*NEWOUTOFBOX*LOTOF50PHOENIXCONTACTUSK10*NEWINBOX*EATONSV3-16-0-0-115A?PVALVE115V*NEWINABAG*EFECTORKI0037PROXIMITYSWITCH*USED*WOODWARD2301ALOADSHARING&SPEEDCONTROL9905-020LINCOLNELECTRICG1757-6CONTROLBOARDLN-25WIREFEED...FUJIELECTRICAH165-TL250VGREENPUSHBUTTON*USED*SICKWT24-B4401*NEWINBOX*ARROWHART7810WD*USED*TEXASINSTRUMENTS7MT100A*USED*ITMELECTRONICOG5123*USED*MERLINGERINC60NC2*USED*LOTOF2KE201-291-0500*USED*PECOMODELMMC3006-7907*USED*EDWA***51CR-N5-40W*USED*SOLABASIC22-232230V*USED*NORGRENF45-201AODA*USED*PPDIPMHF-1000F-4M-A?-FLMT*USED*ATIR26M*USED*LOTOF3PAPPST8414*USED*GIDDINGS&LEWIS503-25906-01R1*NICE*GENERALELECRICIC3621GHDA1C*USED*METSOAUTOMATIC002016363000*USED*SENCON11-CTR-TS*USED*MADISONM8700*USED*TRANSPAKT703-2000FIELDCONFIGURABLE*USED*ADAPTABEACON48SLEDA-N5*USED*ARROWPNEUMATICB752W*USED*FRANKLINELECTRICMOTOR1536000102*USED*WEEDINSTRUMENTCO.100OHM*USED*EDWA***51CC-N5-40W*NICE*ASCO8210G7*USED*LARCOMAX1524*USED*VIDEOJETPOWERCONDITIONER356841-01*NEW*CUTLERHAMMERAF93AG0C005D(ASPICTURED)*USED*NCCSOLID-STATETIMEDELAYRELAYT2K-00180-461*NEW*ATLASCOPCO8433025000NUTRUNNER*NEWINABOX*LOTOF10COPPER45DEGREE3/4"ELBOWFITTINGS1970-355...PHOENIXCONTACTDEK-REL-24/1/SRELAY*NEWOUTOFABOX*CUTLERHAMMERFS340015A*USED*WESTINGHOUSECIRCUITBREAKERQBGF1030*USED*MCLEAN30-4019-02MBLOWERASSEMBLY*USED*LOTOF4LEVITON5611-2W*NEWINABOX*AUHORNTRANSFORMATORENDT2536*NEWOUTOFABOX*FENWAL35-725903-997CIRCUITBOARD*USED*MERCOIDCONTROLDA31-2-7*USED*KISSLINGPS1101301LIMITSWITCH*USED*CAROLCOMPANYCMP-1*USED*BALLUFFBKS-S19-3-PU-5*USED*TEXASINSTRUMENTS6MT50*USED*STIEN1088*USED*MICROSWITCH201LS1W/18PA1*USED*LINCOLNSNAPSWITCH30-2054*USED*LOTOF2TELEMECANIQUELA1KN11*USED*MICROSWITCHBZE6-2RN34LIMITSWITCH*USED*HUMPHREYCP069*USED*MAC132B-114BAAA*USED*GECR120B022**115V*USED*STI44512-0050*USED*LOTOF2TURCKU2324-01*USED*ALLENAIRA-2X1CB-NT-PUBB*USED*MEK80-1214PHOTOELECTRICSENSOR*NICE*MAC257B-521CABA*USED*TURCKWK4.4T-5/S101*USED*CUSTOMINDUSTRIALCONTROLSTLMMODULARLOGIC*USED*NAMCOEA08011100(ASPICTURED)*USED*OMROND4E-1B20*USED*SIEMENS3RV1021-0KA10*USED*BALLUFFBES-516-207-S21?-E*USED*HOFFMANA-TEMNO*USED*TELEMECANIQUEXSA-H02713*USED*OMRONE2E-X2Y1-M1*USED*BALLUFFBES516-544-S4-H*USED*OMRONE2E-X1B1*USED*INSTRUMENTTRANSFORMERS,INC.5A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