一種基于PWM的CMOS誤差放大器的設(shè)計
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進行瞬態(tài)仿真，仿真結(jié)果如圖3所示。觀察電路波形，確認模塊實現(xiàn)了電壓的比較和誤差的放大功能。由瞬態(tài)仿真波形圖可以看出，輸入差模電壓為1 mV時，輸出電壓最大值可達4．15 V，最小值接近1．52 V，輸出擺幅不小于2．63 V。加大信號，可測得輸出電壓的建立時間：
計算可得上升建立時間和下降建立時間分別為6．7 V／μs和5．7 V／μs。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/187565.htm
對電路進行交流增益仿真，觀察電路增益和單位增益帶寬，結(jié)果如圖4所示。
根據(jù)交流仿真結(jié)果可知，電路0 dB帶寬達到55.5 MHz，電壓開環(huán)增益約67．2 dB，相位裕度為180°-96．97°≈83．0°。
共模抑制比CMRR是放大器對輸入端共模信號的抑制能力，其計算表達式為
其中Avd表示差模增益，Avc表示共模增益。把運算放大器連接成單位增益負反饋的模式，在運算放大器的同相和反相輸入端加上相同的交流電壓，進行交流仿真，得到的仿真結(jié)果如圖5所示，該曲線是1／CMRR，因此可以得到運算放大器的低頻共模抑制比為49．17 dB。
電源抑制比PSRR是衡量電路對電源噪聲的抑制能力，把運算放大器連接成單位增益負反饋的模式，僅在供電電壓源上增加1 V的交流電壓，測試結(jié)果如圖6所示，該曲線是1／PMRR，因此運算放大器的低頻電源抑制比為71．39 dB，各項指標達到預(yù)期要求。
4 結(jié)論
為解決PWM控制器中輸出電壓與基準電壓的誤差放大問題，本文設(shè)計了一款高增益，寬帶寬，輸出擺幅可以控制的新型誤差放大器。通過在二級放大電路中間增加一級緩沖電路，克服補償電容的前饋效應(yīng)，同時消除補償電容引入的零點。通過交流仿真驗證，電路0 dB帶寬達到55．5 MHz，電壓開環(huán)增益約67．2 dB，相位裕度為83．0°上升建立時間和下降建立時間分別為6．7 V／μs和5．7 V／μs，共模抑制比和電源抑制比分別為49．17 dB和71．39 dB。其突出優(yōu)點是自頂向下設(shè)計，每一個器件的具體參數(shù)先通過手工計算再用軟件仿真逐步調(diào)整獲得，查找和修改錯誤方便，具有較大的靈活性。該誤差放大器已經(jīng)成功運用到PWM芯片中，其獨特的結(jié)構(gòu)使得PWM的最大輸出占空比和最小輸出占空比可以控制，大幅提升了芯片系統(tǒng)的整體性能。
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