CMOS模拟集成电路设计ch反馈实用PPT学习教案.pptx

《CMOS模拟集成电路设计中的反馈实用知识》 在CMOS模拟集成电路设计中，反馈系统扮演着至关重要的角色。本教程将深入探讨反馈的基本概念、结构及其对电路性能的影响，特别是对于提升电路稳定性和精度的贡献。 1. **概述** 反馈的概念最早由哈尔德·布莱克在1921年提出，它是一种将输出信号的一部分重新引入输入端以影响系统性能的方法。在反馈系统中，"开环"传输函数H(s)描述了信号未经反馈的传递过程，而"闭环"传输函数Y(s)/X(s)则反映了整个系统的响应。反馈系统的两个关键部分是前馈网络和反馈网络。前馈网络处理输入信号，而反馈网络则负责调整系统的输出，通过返回机制来修正误差。 2. **反馈电路的特性** - **增益灵敏度降低**：当环路增益βA远大于1时，反馈电路对增益的变化不敏感，这意味着即使元件参数有微小变化，闭环增益也能保持稳定。 - **终端阻抗改变**：反馈可以改变电路的输入和输出阻抗。例如，电压-电压反馈能提供低输出阻抗，而电流-电压反馈则形成高输出阻抗的电流源。 - **带宽扩展**：如果反馈放大器只有一个可观察的极点，3dB带宽会增加βA倍，但代价是增益的下降。 - **非线性减小**：反馈有助于减小非线性失真，从而提高电路的线性工作范围。 3. **反馈结构** - **电压-电压反馈**：在这种结构中，反馈信号与输出电压成比例，导致低输出阻抗和高输入阻抗。 - **电流-电压反馈**：反馈系数表现为电阻，输出为高阻抗电流源，输入阻抗增加。 - **电压-电流反馈**：反馈系数为电导，输出为低阻抗电压源，输入阻抗减小。 - **电流-电流反馈**：输出电流对输入信号精确复制，表现为低输出阻抗的电流源，同时降低输入阻抗。 4. **反馈对噪声的影响** 一个需要注意的事实是，反馈并不能改善电路的噪声性能。相反，它将内部噪声与外部噪声一起反馈到系统中，因此必须谨慎设计反馈网络以确保噪声不会被过度放大。 总结，CMOS模拟集成电路设计中的反馈是实现高精度、稳定性和适应性的关键。通过理解并巧妙地应用不同类型的反馈结构，设计者能够优化电路性能，满足各种复杂的设计需求。反馈系统的设计和分析是集成电路设计中的重要一环，对提高整体系统的可靠性和效率具有决定性的作用。