基于论文 analysis of switched-capacitor commom-mode feedback circuit

1.与单端输出相比，全差分电路有更好的共模抑制比和电源抑制比。

2.共模环路的slew rate 和GBW 应与差模环路设计的差不多，避免由于输出共模建立太慢造成信号失真

3.共模环路的增益应该足够大以增大CM电压准确度

SC-CMFB的优点：对运放的输出摆幅不会有限制，不会在共模反馈环路里增添寄生极点。

具体结构：

c1和c2两端被预充电到Vdc，Vop和Von为差分两端输出电压，可以等效为图b的形式

Vop和Von的差分变化并不会造成Vb点的电压改变，只有它们的共模部分会引起Vb的变化，因此可以得到:

（Vop+Von)/2=Vb+Vdc

可以用Vb去控制尾电流源，这样经过数个周期工作后，使输出共模稳定在Vb+Vdc

如上图所示，在全差分折叠运放中使用SC-CMFB

在ph1相位，Vcmref和Vbias给两边的C1充电到Vcmref-Vbias，然后在ph2相位C1与C2相连发生电荷分享，经过多个时间周期后C2上的电荷稳定到C2（Vcmref-Vbias），使得从共模输出点到尾电流源之间的压差为Vcmref-Vbias，因此会将共模点稳定在（）（Vcmref-Vbias+Vb）、,其中Vb是稳定后的尾电流源的gate端电压。

一般会把Vcmref设置到想要的共模点，然后将Vbias设置在Vb附近，最后通过SC-CMFB得到的Vcm跟Vcmref基本相等。

ID由Vb和Vds确定，其中Vds由上面cascode管的Vgs确定，因此Vds基本不变，所以在ID一定的条件下，可以预设Vbias的值。

选择尾电流管作为共模反馈的调节管是合适的，因为由它到输出的共模增益很大，因此在输出共模稳定的过程中，Vb会变化很小，近似可以认为是一个虚地点。但如果把cascode管gate作为调节端就不合适了，因为受到source degeneration影响，它到输出的增益不是很大，无法有效调节。

具体调节过程举例说明：如果共模输出电压开始时候比较高，那么它会使得Vb升高，导致下拉电流增大，经过数个周期后使得共模降低到稳定的预设值。因此只要共模环路增益和带宽足够大，CM变化都可以被快速的抑制住，稳定在预设电压值Vcmref。

The CM gain of the CM loop should be as high as possible for good accuracy

Secondly, the CM loop bandwidth should be large enough to suppress the highest frequency CM disturbances.

参数选择：

1.ph1相位用来放大工作，ph2相位用来刷新电容上的电压

2.选择C1的值为C2的5倍到10倍，可以使得dc点建立更快，和更低的稳态误差和电荷注入误差，但增大c1同时也要加大开关尺寸

上图是一种更适合应用于连续系统中的SC-CMFB，它保证了在任意时刻差分环路的总负载不变，一直为C1+C2.

由于电荷注入造成会造成共模误差，与偏置直接相连的开关造成的误差比重更大，需要添加dummy开关等消除影响。

仿真：

给定时钟100Mhz，输出CM在40ns后就稳定了下来。通过更改电容比例到3:1，稳定时间缩短为30ns

psstb仿真CM环路稳定性

开关电容共模反馈学习相关推荐

Sansen精粹阅读笔记(2) CMFB 共模反馈
内容主要系chapter 8 全差分放大器 1.对于全差分放大器,输出共模点会随着输入共模的变化而变化,因此需要共模负反馈来确定输出的共模. 2.共模为什么需要比差模更大的GBW?更大的GBW意味着更 ...
模电学习4. 差模、共模干扰与安规电容
模电学习4. 差模.共模干扰与安规电容一.简介 1. 安规 2. 电源安规标准二.差模干扰与共模干扰 1. 共模干扰 2. 差模干扰 (1)定义 (2)来源与特性 3. 测量 4. 消除电源线路中 ...
模电学习5. 耦合电容、去耦电容与旁路电容
模电学习5. 耦合电容.去耦电容与旁路电容一.电容的主要作用二.耦合电容 1. 耦合电容的作用 2. 容抗计算 3. 示例电路三.去耦电容 1. 去耦电容的作用 2. 去耦电容应用场景 (1)芯 ...
X电容（差模电容）和Y电容（共模电容）简介
性质:X电容和Y电容多应用于开关电源当中,都属于安规电容.安规电容是指用于这样的场合,即电容器失效后,不会导致电击,不危及人身安全. X电容: 外观容值:多是黄色.方形,uF级别的电容. 作用:X电容 ...
【转】CAN总线设计---CAN节点的电容、CAN终端电阻、CAN总线共模电感/共模扼流圈修改版*****
CAN的传输速度最大可达到1Mbps,它通过差分方式跟总线连接. 1.CAN节点的电容: 汽车CAN总线设计规范对于CAN节点的输入电容有着严格的规定,每个节点不允许添加过多容性器件,否则节点组合到一 ...
CAN总线设计---CAN节点的电容、CAN终端电阻、CAN总线共模电感/共模扼流圈
CAN的传输速度最大可达到1Mbps,它通过差分方式跟总线连接. 1.CAN节点的电容: 汽车CAN总线设计规范对于CAN节点的输入电容有着严格的规定,每个节点不允许添加过多容性器件,否则节点组合到一 ...
共模和差模电感电路分析方法及思路：安规设计，emi，共模电感，差模电感，x电容...
所谓共模信号就是二个大小相等.方向相同的信号.所谓差模信号就是二个大小相等.方向相反的信号. 如上图所示是共模和差模电感器电路,这也是开关电源交流市电输入回路中的EMI滤波器,电路中的L1.L2是差模 ...
[QOCA学习笔记]利用QOCA软件PCA模块进行共模误差分析
操作环境:win10+虚拟机ubuntu下QOCA(ver 1.33) 数据:通过解算得到的安徽省CORS参考站坐标时间序列(neu格式) QOCA软件是优秀的GNSS坐标时间序列分析软件,其简介及P ...
模电学习心得（转载）_史蒂文森sun_新浪博客
个人建议:认真分析几个典型电路,主要掌握晶体管的等效模型,以及在电路中怎么等效.其他的都很容易解决了.只要会等效了,模电就是完全是电路的内容.其实一点都不可怕,开始不要太关注乱七八糟的内容,抓住主要的 ...
低频纹波、高频纹波、环路纹波、共模噪声、谐振噪声详解
低频纹波低频纹波是与输出电路的滤波电容容量相关.由于开关电源体积的限制,电解电容的容量不可能无限制地增加,导致输出低频纹波的残留,该输出纹波频率随整流电路方式的不同而不同. 一般的开关电源由AC/D ...

开关电容共模反馈学习

基于论文 analysis of switched-capacitor commom-mode feedback circuit

仿真：

开关电容共模反馈学习相关推荐

最新文章

热门文章