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評價Spice模型不能僅考慮直流與交流性能

作者: 時間:2013-05-18 來源:網絡 收藏

在使用Spice以前,評價其是成功的關鍵。但模型評價不應僅限于此,設計者還應了解,當有源器件模型在非線性區域工作時的執行情況以及有怎樣的關鍵交流指標。這些參數很難或不可能通過數據資料來驗證,因為數據資料并未給出在器件通往電源軌的放大器輸出級非線性區上工作時的指標。
  而運放則擁有關于最大及最小輸出電壓擺幅的指標。首先,模型應給出輸出電壓接近一個電源軌時的失真,因為飽和會使輸出波形失真(假設為非軌至軌運放)。其次,讓放大器在電源軌上工作會引起稱為限幅的明顯失真。數據資料給出的失真數據尤其未包括在電源軌上工作時的情況,因此設計者必須確定允許有怎樣的失真,以及當在接近電源軌的區域上工作時會出現怎樣的失真等。收集失真數據是一件艱苦的實驗室工作,但當您在正弦波形中看不出有失真時,則失真小于2%。因此如果您能辨別出這種失真,則您的眼睛就是一塊儀表。
  將OPA132配置成增益為10的放大器,圖1顯示輸入為1.45V正弦波時的輸出波形。壞消息是,恰好能看到出現限幅,因此您應該斷定正弦波含有大于2%的失真。好消息是,模型未包括限制輸出電壓擺幅的電路。

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另一個重要參數是CMR(共模抑制)。將一個運放配置成差分放大器(4個電阻等于1 kΩ)并具有與1V正弦波源相連的公共輸入,所得數據如圖2所示。
  圖2顯示OPA132 的CMR數據。-100dB的低頻截斷與數據資料上給出的參數有關。模型斷點發生在1.5 kHz頻率上,而數據資料給出的斷點則發生在0.7 kHz左右的頻率上。模型的CMR幅度在大約8 MHz時開始截止,但數據資料上給出的CRM則一直以 -20 dB/decade(-20 dB/10倍頻程)的速度下降。的此項參數偏離了數據資料上給出的數據,但在您放棄模型以前請考慮,您可能不會將此運放用于含有頻率大于10 kHz左右的信號,因此高頻CMR并不重要。設計者可忽略這種斷點差別而進行手動計算,或選擇另外一個模型。

評價Spice模型不能僅考慮直流與交流性能

  沒有哪一個是完美的,半導體設計者雖能用精心編制的Spice程序來設計并仿真IC,但用這些程序并不總是能得到所期望的IC。Spice像其他任何工具一樣也并不完備,因此您必須考慮到其缺點。您的計算尺雖有舍入和讀數誤差,但卻能幫助您設計很多電路。成功的關鍵是須了解工具的能力,避開其缺點并使工作順利進行。



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