Komparatorschaltung unerwünschte Schwankungen

Ich habe einen Komparator mit Hysterese und Rail-to-Rail-Betrieb entwickelt und mein Ausgang ist in Abbildung 1 dargestellt. Die Eingänge des Komparators sind ein Sinuswellensignal und eine dreieckige Wellenform, wie unten gezeigt. Vdd ist 1,2 V und die Transistortechnologie ist 65 nm. Ich bin wenig verwirrt über den Grund für die kleinen unerwünschten Schwankungen, wie mit dem roten Pfeil in Abbildung 1 gezeigt. Was ist der Grund für diese Schwankungen? Wie ich mein PWM-Ausgangssignal so verbessern kann, dass es wie in Abbildung 2 aussieht.

Auch in Abbildung 3,4,5 ist die Komparatorschaltung mit der Hysterese dargestellt. Der Eingang des linken Transistors ist die in Abbildung 1 gezeigte Sinuswellenform. Es ist der Ausgang der Rail-to-Rail-Schaltung, wie in Abbildung 6 gezeigt. Die DC-Analyse ist in Abbildung 8, 9, 10, 11, 12 gezeigt.

Darüber hinaus ist in Abbildung 7 die Ausgangssinuswellenform der Rail-to-Rail-Schaltung mit kleinen Schwankungen dargestellt, wenn ich den Rail-to-Rail-Verstärker mit der Hystereseschaltung verbinde. Warum erscheint es?

Vielen Dank im Voraus!

Abbildung 1

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Figur 2

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Figur 3

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Figur 4

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Abbildung 5

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Abbildung 6

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Abbildung 7

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Abbildung 8

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Abbildung 9

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Abbildung 10

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Abbildung 11

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Abbildung 12

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Es ist ziemlich offensichtlich, dass die Schwankung mit der Sägezahnwelle synchron ist. Wahrscheinlich lässt etwas die Schiene fallen, wenn sie von unten nach oben wechselt. Sie benötigen wahrscheinlich auch mehr Schienenkapazität und Entkopplung. Aber ohne Schaltplan, wie soll dir das jemand sagen.
Kannst du auch den Schaltplan posten (mit Teilenummer der verwendeten Komponenten?)
Welchen Operationsverstärker verwendest du? Es sieht für mich so aus, als ob es nicht annähernd schnell genug ist - die Ränder Ihrer Ausgabe sind böse und langsam. Könnte daran liegen, dass es eine Weile dauert, bis die Sättigung aufhört.
Ich bin verwirrt, dass Sie einen R2R-Eingangsverstärker haben, der eine Sinuswelle puffert und dann einen NMOS-Eingangskomparator speist? 0V ist nicht im cmr des Komparators
Ok - Sie bauen es also von Grund auf neu und verwenden keinen Operationsverstärker. Aber meine anfängliche Diagnose bleibt bestehen - es kommt einfach zu langsam aus der Sättigung. Diese Kanten sind schrecklich.
@stobbe ja du hast recht! Was meinst du mit dem Begriff cmr? @brhans ja ich benutze keinen opamp! Wie kann ich meine Strecke verbessern, um mehr Geschwindigkeit zu bekommen? Die schrecklichen Kanten, auf die Sie sich beziehen, beziehen sich auf den Sinusausgang des R2R oder auf den Ausgang für das digitale Signal?
@Trevor, was ist deine Meinung zu dem Problem. Vielleicht spielt die Größe des Transistors eine wichtige Rolle? Aber ich habe viele Tests ohne gutes Ergebnis gemacht
Ihre "digitalen Ausgangs"-Signale - wenn sie ihren Zustand ändern, haben sie diese unangenehme abgerundete Ecke. Wenn sie den Zustand schnell und sauber ändern würden, wären diese kleinen Störungen, auf die Sie in Ihrem ersten Oszilloskopdiagramm hinweisen, wirklich kurze digitale Impulse.
Ja, CMR = Common Mode Range, mehr dazu auf Seite 5 hier: aicdesign.org/scnotes/2010notes/lect2up190_(100327).pdf

Antworten (1)

Sie haben das Phasenumkehrproblem getroffen. Ihr unterer Schieneneingang ist aufgrund der dortigen Stromquelle begrenzt. Es gibt viele Techniken, um das zu beheben. Am einfachsten ist es, die Eingangsspannung so zu begrenzen, dass Sie nicht in die Nähe der empfindlichen Schiene kommen. Dazu müssen Sie möglicherweise Ihr N-FET-Diff-Paar in ein P-FET-Diff-Paar umschalten, wenn Sie in der Nähe von GND arbeiten müssen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine Rail-to-Rail-Eingangsstufe zu entwerfen.