Re: [請益] 開迴路快還是閉迴路快?

[jamtu (月光下的智慧)]

※ 引述《hoochie (阿肥!!)》之銘言：
: 小魯想請教各位
: 開迴路OP的反應速度快 還是閉迴路OP的反應速度快?
: (雖說開迴路OP的使用時機較少, 開迴路的residue amplifier仍有可能使用到)
: 小魯今天無聊想到這個問題
: 以直覺來說  開迴路比較快 (因為小魯覺得開迴路直接open的反應速度比feedback快)
: 以頻率響應來討論 OP接成閉迴路Buffer形式 其DC Gain下降, 3dB BW往外推
: 所以頻寬越大 -> 速度越快
: 不過小魯稍微跑一下時域的模擬
: 兩個case在輸出節點  都對時間做微分
: 小魯發現是開迴路OP的 dV/dT 比較大
: 原命題小魯也想起來 以前聽pipeline ADC學長口試的時候
: 口委也有問小魯的學長  不過答案好像口委也不知道
: 希望版上神人可以替小魯解惑

從OP談論起有點令人混淆
不如我們從一個簡單的common-source開始談論

一個CS stage
有DC gain = gmro
ω3dB = 1/roCL
ωt = GBW = gm/CL

把這樣的東西接成一個unity gain buffer
他的ω3dB_會變成原本CS stage的ωt
表示信號的gain為1的時候　時間常數是1/ωt

這跟我把open-loop的ro變很小　得到gmro=1時
用open-loop操作是一樣的結果

在一階系統以及小信號模型的前提之下
仔細去思考，找電子學課本
決定OP速度特性是看GBW
在GBW固定的情況，gain越大，3dB frequency越低
closed-loop與open-loop得到的結果會相近：
你把feedback factor變小，也就是closed-loop gain變大
跟你把open-loop gain變小直接拿去用
得到的3dB頻寬會相同

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為什麼我們要學負回授？
因為負回授的信號增益是由被動元件的比值決定
比較穩定而且可以控制
所以大部分的應用都使用負回授

那為什麼有人要研究open-loop?
因為負回授很麻煩　怕不穩定　會耗電　也有可能增加雜訊

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懂了以上的東西之後還不夠
在討論速度這件事情的時候
你必須去考慮slew rate這個大信號的因素
把速度往高頻推的時候，頻率響應會對寄生效應特別敏感...等等
這些都是接下來會碰到的問題

最後，這幾年做ADC的牛鬼蛇神太多
OP的電流可以週期性地開啟，或是做得像inverter一樣
或是一個ADC裡面的OP可以做得很爛但是透過calibration可以達到很好的規格

實際的問題　恐怕不是open-loop跟closed-loop這麼簡單而已
但如果就一階小信號的數學模型來討論　這兩者是一樣的

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※ 文章網址: http://www.ptt.cc/bbs/Electronics/M.1420210182.A.09C.html
推 sentinels: 非常好的心得，感謝指導
推 cebelas: 感謝指導!!  這觀念不m起來嗎?
推 hsujerry: 火乾流明
推 cebelas: 版主講的這個觀念 也解答了去年台大ICS 李泰成老師的問題
→ cebelas:                                     口試
推 LICENSE: 喔喔喔!
推 jason01428: 推 不過文中提到負回授比較穩定但又說怕不穩定 我亂了
推 iiiikkk: Gain variation 穩定，但phase margin需要注意
推 wxes60711: 我覺得速度快慢跟GAIN沒有關係
推 wxes60711: 不管你GAIN是多少 在頻寬內你輸入怎樣的訊號(小訊號)
→ wxes60711: 就會得到相對應的輸出訊號 而此訊號只有在輸入訊號的
→ wxes60711: 頻寬大於-3dB時才會衰減 所以應該只要看BW而不是GBW
→ wxes60711: GBW比較像是個用來衡量某種架構的OP可以做到的FOM
推 wxes60711: 話說一般的OP應用都一定會接負回授吧= =?
→ wxes60711: open loop 跑tran一下子就飽和了
推 wxes60711: 附帶一提 如果是要看這個OP在負回授系統下的"最快"速度
→ wxes60711: 的話 確實是看OP的GBW 前提是這顆OP的PM要大於45度
推 obov: 樓上你講的很多情況是不成立der
→ obov: 拿op當comparator用救不成立惹
→ leonyun: 樓上obov大現身說法了   有神快拜~~~~
→ r30385: ob'_'ov
推 wxes60711:  ob'_'ov 跪
→ wxes60711: comparator是其中一例 但速度快慢跟GBW有沒有關係這點
→ wxes60711: 也是只有在closed loop才會成立 用在open loop的話還是
→ wxes60711: 看dominent pole的位置吧?
推 chjh20223: 我竟然看不懂! 改天來好好研究一下
推 obov: 當comparator不是只有小信號分析
→ obov: 3db bw並不是甚麼情況下都很好用的指標
推 henry9102017: 樓上obov大大專業  大訊號才是最後結果