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[参考译文] THS4031:PSpice 电路仿真中使用的 THS4031电路的稳定性分析

Guru**** 2502205 points
Other Parts Discussed in Thread: THS4031

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/944151/ths4031-stability-analysis-for-circuit-used-ths4031-on-pspice-circuit-simulation

器件型号:THS4031

您好!

我执行了 PSpice 电路仿真、以分析使用 THS4031的放大器电路的稳定性。   
该电路与应用报告 SBAA135A 的图6相同。
(电路仿真原理图 如下所示)

稳定性分析方法是基于图10 (第9页的图)和图12的 Middlebrook 方法
(下方图第10页上的方程式 TV、TI、F)。
JAJA097是由德州仪器(TI)日本公司出版的参考资料。  
JAJA097的标题是使用的电路仿真器 TINA 的负反馈电路稳定性研究。

我的增益裕度和相位裕度仿真结果如下。
增益裕度:-11dB
相位裕度:74度


问:请确认仿真方法(仿真电路)、结果是否正确。


此致、

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    根据请求者的建议、更新对他行为的捕捉。  请确认此 E2E 请求的上述内容。  

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    山本-圣的美好早晨

    我将让产品组对 Middlebrook 方法作出响应、但下面是一个简单的分析、通常对 VFA 运算放大器非常有效、  

    我在撰写这篇文章的时候和 Sergio Franco 博士谈过,他刚刚写了一篇关于这与 我在参考中提到的 RosenStark 方法相比的很好的文章,这些方法非常彻底,应该产生确切的结果,但是, 由于 TINA 模型仅为典型模型、其分布很宽、因此不能将精确的分析结果实际视为物理结果-因此近似结果通常非常合适、  

    总之、首先有几条评论、  

    1.确保包括可能对相位裕度产生重大影响的负载

    2.我们通常只看相位裕度、在运算放大器中、很好的相位裕度设计很少(永远不会)会有很差的增益裕度。  

    好的、首先、让我们检查 AOL 曲线模型、这是一个没有明显更新的1999模型、150欧姆的指定负载(数据表中的图11)将其从开路负载拉回到105Mhz 增益带宽积、我得到115Mhz 的开路负载、  

    然后、这是我使用的 LG 方法、这些大 LC 在交流运行开始之前将核心运算放大器隔离到一个良好的直流点、请确保在求和结处包含输入 C -这对于反馈中较大的 R 值非常重要、 坦率地说、规格中的简单1.5pF 似乎太低且简单-通常需要 Cdiff 和 CCM 值。  

    这个67deg 的标称相位裕度看起来非常好、与我在撰写这篇稳定性文章时做的其他一些工作相比、我能够将相位裕度映射到 LG xover F 上的带宽扩展。在67deg 时、大约为1.57X。 这样可估算从33.73MHz LG = 0dB xover 到53MHz 闭环 SSBW 的闭环小信号。 执行该仿真可提供非常接近的匹配-在闭环仿真中获得54MHz。  

    我将使用本文中的图4进行估算、  

    www.planetanalogue.com/.../

    让我澄清一下我的大致意思。 这条曲线来自对二阶 LG 增益的精确分析、因此如果 LG 实际上是二阶、那么它是准确的-因为没有、它是近似的-但通常非常接近。  

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    您好!

    Michael 在这里提供了许多有用的信息。 除此之外、我还在下面提供了空载分析(尽管应添加负载)、用于与最初提供的 Middlebrook 方法进行比较。 找到了73.25度的相补角。  

    e2e.ti.com/.../THS4031_5F00_stability.TSC

    最棒的

    Hasan Babiker

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    您好!

    感谢您的宝贵意见。
    我将在第二天早上执行电路仿真、包括负载电路。

    我的电路仿真环境是 OrCAD PSpice。
    因此 、我使用 OrCAD PSpice 创建了基于的仿真电路
    参考资料 JAJA097图10的内容。
    (这是山本-圣发布的电路图)

    如果仿真电路中有任何错误、请您发表评论
    使用我创建的 OrCAD PSpice?

    参考材料 JAJA097的图10已添加为参考。

    网状网络

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    是的、Hasan、我想知道为什么我没有达到73度? 我错过了在增益路径中添加29.86电阻器以略微降低噪声增益的情况、如果我进行这些更改(如 AOL 图所示、右 V+ R 和 Rload = 150 Ω)、是的-现在大约为74deg。 这与顶部使用 Middlebrook 方法进行的原始仿真相匹配、因此这表明它运行良好。 回到图4、74deg 相位裕度是1.38 Fxover 的闭环带宽扩展、或1.38*38MHz = 52.4Mhz 的 F-3dB。  

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    我稍微深入地研究了这个模型、这是一个基于 Q 和 D 的简单模型  

    只有输入 C 来自保护二极管、该二极管显示依赖于电压的 C、在+/-5V 电源下提取、这是 LG 仿真所需的 CCM + Cdiff

    然后仅使用闭环仿真隔离 CCM、显示 CCM 正如预期的低、  

    因此、模型应该是 CCM = 1.9pF、Cdiff 为1pF  

    将这些值放入 LG 仿真中、将相位裕度降至70deg、xover 为38MHz

    这应该是一个大约38MHz *1.48=56MHz 的闭环 F-3dB

    现在不太适合、不确定正在发生什么情况、获得64MHz 闭环

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    您好!

    您提供的 TINA 图和 OrCAD 仿真看起来与我等效。 正如 Michael 所说的、使用不同方法时相位裕度的类似结果表明您已正确完成此操作、但您可以使用更多的测试用例进行确认。

    虽然由于 R49和 R50的电阻值很低、因此不会影响测量电流、但如果您想在 PSpice 中不添加电阻器、则可以使用比率为1:1的 CCVS 并测量输出端的电压。  

    最棒的

    Hasan Babiker

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    您好、Michael

    感谢你的帮助。

    使用另一个电路仿真模型执行验证对我非常有帮助。

    此致、

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    您好、Hasan

    感谢你的答复。

    您的回复和仿真结果对我非常有帮助。

    此致、

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