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[導讀]在使用Spice以前,評價其直流與交流性能是成功的關鍵。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(qū)域工作時的執(zhí)行情況以及有怎樣的關鍵交流指標。這

在使用Spice以前,評價其直流與交流性能是成功的關鍵。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(qū)域工作時的執(zhí)行情況以及有怎樣的關鍵交流指標。這些參數(shù)很難或不可能通過數(shù)據(jù)資料來驗證,因為數(shù)據(jù)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(qū)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直流指標。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(shù)據(jù)資料給出的失真數(shù)據(jù)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(qū)域上工作時會出現(xiàn)怎樣的失真等。收集失真數(shù)據(jù)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(xiàn)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。

另一個重要參數(shù)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(shù)據(jù)如圖2所示。
圖2顯示OPA132 Spice模型的CMR數(shù)據(jù)。-100dB的低頻截斷與數(shù)據(jù)資料上給出的參數(shù)有關。模型斷點發(fā)生在1.5 kHz頻率上,而數(shù)據(jù)資料給出的斷點則發(fā)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(shù)據(jù)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。Spice模型的此項參數(shù)偏離了數(shù)據(jù)資料上給出的數(shù)據(jù),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。

沒有哪一個Spice模型是完美的,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(shù)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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