打印
[技术讨论]

运放乃开关工作模拟电路的干扰之元凶。

[复制链接]
3810|26
手机看帖
扫描二维码
随时随地手机跟帖
跳转到指定楼层
楼主
mentor55=5|  楼主 | 2015-5-10 13:00 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
沙发
mentor55=5|  楼主 | 2015-5-10 13:06 | 只看该作者
如果想一个水缸冲水或放水。

谢谢大家!

即使反馈控制也不会发生震荡。

这就是RC低通滤波电路不会发生震荡的原因。

RC类的高通滤波会产生尖峰电压和电流。

这是微分作用导致的也不是震荡。

如果一个刚体的水缸。

向里面注水的时候水缸令阀门流量减小。

反之亦然。

则就发生了2阶震荡。

这就是RLC振荡电路的震荡原理。

谢谢大家! 

很多情况下运放电路不会发生RLC振荡。

所谓的分布电感对于运放电路大部分情况下都是有益无害的。

但是运放还是产生了Glitch Impulse。

再次感谢大家! 

使用特权

评论回复
板凳
mentor55=5|  楼主 | 2015-5-10 13:09 | 只看该作者
因为运放从来都不是理想的运放。

谢谢大家! 

所以人们到如今几十年以来从来都不知道glitch impulse产生的真正原因。 

一个没有运放的RC滤波电路很难见到GlitchImpulse。

而一旦用了运放Glitch Impulse将会很容易就被发现。

再次感谢大家! 

使用特权

评论回复
地板
mentor55=5|  楼主 | 2015-5-10 13:10 | 只看该作者
其中的玄妙原理。

谢谢大家! 

与电容有关。

GlitchImpulse不是和电感有关的脉冲。

而且也不是震荡。

人们用所谓的三角形Area来形容Glitch Impulse。

再次感谢大家! 

使用特权

评论回复
5
mentor55=5|  楼主 | 2015-5-10 13:13 | 只看该作者
而且人们还知道滤波无法滤除Glitch Impulse。

谢谢大家! 

Glitch Impulse并非因为DAC的数据变化导致。

因为电容的电荷重新分配导致的电压脉冲的出现是可以被低通滤波的。

而使用了运放之后就很难滤波。

其问题就是出现在运放上。

无论人们关于DAC的Glitch Impulse的说**确与否。

运放才是把Glitch Impulse放大的罪魁祸首。

而并非低通铝箔无法滤波。

这是因为此时的运放已经不是一个运放了。

而是制作Glitch Impulse的发生器。

再次感谢大家! 

使用特权

评论回复
6
mentor55=5|  楼主 | 2015-5-10 13:19 | 只看该作者
对于理想的运放来说。

谢谢大家! 

人们当然可以理所当然地对于DAC的Glitch Impulse进行分析的时候把运放当作理想的。

这理所当然。

然而这就是Glitch产生的原因。

运放是受制于电源电压和电流元饱和因素限制的非线性电路。

线性的理想的运放可以不必产生glitch。

但现实的非线性的运放就必然产生glitch了。

再次感谢大家! 

因为对于脉冲电流和电压作用在运放输入。

运放的带宽决定了无法克服这些快速的干扰。

但也无法衰减。

低通滤波无法奏效是因为运放进入了饱和方式。

已经失去了低通滤波的能力。

其次是居然是作为开环的比较器使用的。

这是最坏的情况。

然而最好的情况就是运放还可以有限地反馈调节。

但也好不了哪里去。

这回导致更大的输出波动。

但不会超越电源电压。

谢谢大家1

使用特权

评论回复
7
mentor55=5|  楼主 | 2015-5-10 13:25 | 只看该作者
所以对于真实的DAC来说。

谢谢大家! 

其产生的glitch很多时候都是等于电源电压的。

这是datasheet从来不说的。

datasheet通常会给出上电时候的glitch。

一般会有几十个mV。

谢谢大家! 

通常人们认为的从7FFF到8000产生的glitch最大。

也就是1个lsb的变化时候产生的最大glitch。

然而事实上并非如此。 

产生的最大glich肯定就是电源电压。

这由运放决定。 

如果DAC不使用运放而用RC铝箔的话。

那么可以认为7F到80产生最大的glitch。

一旦使用了运放。

性质就变化了。

再次感谢大家! 



使用特权

评论回复
8
mentor55=5|  楼主 | 2015-5-10 13:30 | 只看该作者
glitch的最大幅度取决于DAC内部电容电荷再分配的速度。

谢谢大家! 

速度越快那么glitch越大。

并非一定就是全0到全1的变化。

从7F到80或相反可能是glitch的变化幅度最小的时候。

此时运放没有输出最大的glitch。

而一个或几个LSB的变化可能导致最快的glitch变化而这就会产生最大的运放输出的glitch。

到目前为止。

人们还从未考虑过电容效应对于运放的干扰问题。 

这多少有点像所谓的TIM的所谓顺泰虎跳市镇。

虽然TIM是概念错误。

但快速变化的电荷重分配问题导致运放无法工作在理想的线性状态而进入了饱和方式则是一个不可忽视的问题。

谢谢大家! 

使用特权

评论回复
9
mentor55=5|  楼主 | 2015-5-10 13:53 | 只看该作者
采样保持器可以解决Glitch的问题吗?

谢谢大家! 

解决不了但可以减小。

其原理就在于足够大的采样电容。

越大Glitch就越小。

但对于运放这个Glitch放大器。

在大的电容也貌似无能为力。

最好的办法是在DAC的输出进入运放之前存在一个大电容。

这个电容可以缓冲Glitch的幅度。

从而对于运放来说也可以输出更小的glitch。

再次感谢大家! 

也就是说与其采样保持不如在运放的输入加入一个大电容。

因为2者本来就是完成一个目的。

采样保持虽然顾名思义。

但其真实的含义就是用一个大电容进行电荷的缓冲从而保证电压不至于过分变化。

电容越小Glitch越大。

再次感谢大家!  

使用特权

评论回复
10
mentor55=5|  楼主 | 2015-5-10 13:57 | 只看该作者
综上所述。

DAC本身产生的glitch并非一定就是很大。

但运放的饱和输出而且运放作为一个有电源的放大电路把这个输入的脉冲电压给不适当地放大了。

运放相当于一个输入能量很小的glitch的功率放大电路。

但是通过饱和输出最大电压的方式实现的。

也就是说把快速变化的输入端的Glitch变为了一个能量很大的等于电源电压幅度的glitch。

再次感谢大家! 

使用特权

评论回复
11
mentor55=5|  楼主 | 2015-5-10 14:10 | 只看该作者
GlitchImpulse的问题。

谢谢大家! 

如此简单的运放的对于DAC的Gltich的功率放大问题。

如果不是本大师的教导。

全世界都没有一个人能懂。

这说明。

时刻牢记本大师的教导并且认真学习和领会本大师的教导。

是解决和学习模拟电路的唯一正确方法。 

再次感谢大家! 

使用特权

评论回复
12
mentor55=5|  楼主 | 2015-5-10 14:21 | 只看该作者
通常人们都认为DAC比ADC原理简单多了。

谢谢大家! 

但ADC没有glitchIMpulse的问题。

再次感谢大家! 

因为ADC的输入作为模拟量进行比较的时候输出的数字量信号即使考虑分布电感也不会发生Glitch的放大问题。

而且数字电路作为CMOS电路其实并没有EMI的问题。

因为作为输入端和输出接受端作为RLC电路电流变化很小并且还有限幅措施所以很难产生真正的震荡。

仅仅就是2个PMOS和NMOS在同时导通的瞬间会有一个大电流但不会流经输出接受端故这个环路并不会发生巨大的电流变化。

所以关于数字电路的di/dt的问题。

纯属造谣。

谢谢大家! 

使用特权

评论回复
13
mentor55=5|  楼主 | 2015-5-10 14:23 | 只看该作者
数字电路即使产生所谓的L*di/dt的问题。

谢谢大家!

也是电源环路产生的。

但电源有所谓的去藕电容或旁路电容作为缓冲所以di/dt依然很难产生。 

因此数字电路几乎就没有EMI问题。

再次感谢大家! 

使用特权

评论回复
14
mentor55=5|  楼主 | 2015-5-10 14:31 | 只看该作者
或者也可以说。

谢谢大家! 

ADC的EMI问题主要就是分布电感的问题。

而DAC的EMI问题主要就是分布电容的问题。

ADC产生的震荡可以使2阶震荡。

而DAC产生的脉冲是属于RC的无2阶震荡电路。

但十分不应该的就是。

不应该用运放对于DAC的脉冲进行功率放大。

这是十分不应该的。

再次感谢大家!


但不用运放作为DAC的输出BUFFER貌似也没有其他方法。

所谓DAC的问题虽然看似比ADC简单但脉冲被功率放大的问题是个严重的几乎无解的问题。

再次感谢大家! 

使用特权

评论回复
15
mentor55=5|  楼主 | 2015-5-10 14:38 | 只看该作者
无论运放还是功放。

谢谢大家! 

人们只考虑对于有用信号的功率放大问题。

而对于干扰信号考虑不多。

然而即使如此。

人们也都知道对于输入端进行低通铝箔处理以更大限度地消除高频干扰信号。

那么DAC也应该如此办理才是合乎人们的通常做法的。

那就是在进入运放前进行RC低通铝箔处理。

虽然会降低所谓的速度。

但也是降低GlitchImpulse的唯一方法了。

或提供一个输出端可以让人们选择性地进行外部的RC低通铝箔处理。

或DAC干脆不要在内部使用运放而是让用户自己在外部增加运放并且还在运放的输入端进行RC低通铝箔处理。

再次感谢大家!

使用特权

评论回复
16
mentor55=5|  楼主 | 2015-5-10 22:46 | 只看该作者
任何开关电路应用于模拟电路的。

谢谢大家!

这个晶体管的开关作为3端器件。

再次感谢大家!

对于输出电容的作用就不仅仅限于输入的模拟信号了。

至少有2个输入一个输入就是输入信号另一个就是控制段的信号。

关于ClockFeedThrough的问题其实就是这个问题。

但肯定不仅限于Clock的注入问题。

对于MOS来说任何栅极的信号都是对于输出电容的输入信号。

MOS作为开关的一开一关首先就是栅极控制电压对于输出负载电容的充放电。

谢谢大家!

使用特权

评论回复
17
mentor55=5|  楼主 | 2015-5-10 22:47 | 只看该作者
这个栅极的控制电压作为负载电容的一个输入信号显然是不期望的。

谢谢大家!

但是无法避免的。

这就在负载电容上产生了Glitch。

再次感谢大家!

使用特权

评论回复
18
mentor55=5|  楼主 | 2015-5-10 22:51 | 只看该作者
对于DAC内部的运放来说。

谢谢大家!

其输入端就是一个电容。

N个开关的开通闭合就会在运放的输入端电容上产生很大的Glitch。

再次感谢大家!

运放又把这个Glitch给功率放大了。

作为一个快速的脉冲通常运放的输出就是一个波峰和波谷的脉冲。

可以达到电源电压的幅度。

谢谢大家!

使用特权

评论回复
19
拼命三郎V5| | 2015-5-11 08:57 | 只看该作者
谢谢大家

使用特权

评论回复
20
yytdragon| | 2015-5-11 09:28 | 只看该作者
谁能给普及一下,
放眼望去全是谢谢大家。。。。
这是什么梗

使用特权

评论回复
发新帖 我要提问
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

个人签名:认真学习和领会本大师的教导。 谢谢大家! 是学习和解决模拟电路问题的唯一正确方法。 再次感谢大家! ...

26

主题

877

帖子

5

粉丝