用于電壓反饋放大器的SPICE運(yùn)算放大器宏模型的開發(fā)

　　(k為Boltzmann常數(shù))

　　因此，給定噪聲電壓譜密度的所需電阻值為(en是白噪聲電壓譜密度)。

　　該斬波穩(wěn)定放大器設(shè)計(jì)可大大減少1/f噪聲。1/f噪聲(閃爍噪聲，flicker noise)指的是出現(xiàn)的與頻率成反比的功率譜密度噪聲。更為普遍的是，具有譜密度(β>0)的噪聲也稱為1/f噪聲。通常情況下，其中的穿越白噪聲曲線的頻率閃爍噪聲曲線被定義為拐角頻率(corner frequency)。少量的閃爍噪聲仍然可在SPICE二極管模型內(nèi)進(jìn)行建模，參見圖6。

　　Id是二極管的DC電流。AF和KF是SPICE二極管的模型參數(shù)，q為電子電荷。閃爍噪聲指數(shù)(AF)設(shè)置為1，閃爍噪聲系數(shù)(KF)設(shè)置為，其中Ea是在1Hz條件下的噪聲電壓譜密度。仿真電壓噪聲將顯示具有正確拐角頻率的1/f噪聲電壓譜密度。

　　輸出級(jí)

　　在頻率整形級(jí)之后，信號(hào)出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)VV5，它以兩個(gè)電源軌的中點(diǎn)作為參考量。每個(gè)受控源可以產(chǎn)生足夠的電流，以支持其并聯(lián)電阻兩端所需的電壓降。R15和R16等于開環(huán)輸出電阻的兩倍，所以它們的并聯(lián)組合可提供正確的Zout。D5-D8和G9/10被用來(lái)迫使電流從正電壓軌(positive rail)流向負(fù)電壓軌(negative rail)，以糾正實(shí)際電流流入或流出。

　　仿真結(jié)果

　　圖8列出了某些SPICE仿真結(jié)果與來(lái)自手冊(cè)的典型性能曲線的比較(見右邊來(lái)自手冊(cè)的圖)。

　　圖8是增益、頻率與負(fù)載電容的對(duì)比。它不是很準(zhǔn)確，因?yàn)殡娐钒迳系募纳娙輿](méi)有列在模型中。其誤差小于5%。

　　圖9是具有不同增益的閉環(huán)增益頻率響應(yīng)。在增益=100時(shí)，帶寬為3.94kHz，誤差小于5%。在低增益條件下，由于零極點(diǎn)對(duì)的緣故帶寬擴(kuò)大。

　　圖10是大信號(hào)階躍響應(yīng)。仿真的壓擺率為0.198V/μs，誤差為1%。

　　圖11是輸入噪聲電壓與頻率的對(duì)比。在1kHz條件下，仿真輸入噪聲電壓為，非常接近數(shù)據(jù)表中的值。仿真曲線沒(méi)有達(dá)到近10kHz的峰值。

　　結(jié)論

　　電壓反饋放大器全面的SPICE宏模型包括諸如傳輸響應(yīng)(transfer response)、準(zhǔn)確的AC響應(yīng)，DC偏移和電壓噪聲的影響。它很容易增加更多的功能，如共模抑制比(CMRR)、電源抑制比(PSRR)、輸入電流噪聲等等。此外，它還可以方便地改變模型的參數(shù)，以適應(yīng)其他的電壓反饋放大器。幾款Intersil的電壓反饋放大器采用了相同的模式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

　　參考文獻(xiàn)：

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