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Analog Circuits Design: In-Depth Feedback Analysis

Explore key topics in analog circuit design, from signal gain to impedance calculations. Understand the importance of feedback loops and active amplification for optimized circuit performance. Learn through practical examples like the source follower configuration.

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Analog Circuits Design: In-Depth Feedback Analysis

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Presentation Transcript

  1. Testschaltungen für Feedbackanalyse Messpunkt - blau Kurzschluss Testquelle - rot AOL1 – Gain am Eingangsnetz AOL2 – aktive Verstärkung RK FF T - Schleifenverstärkung Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  2. Ausgangswiderstand R=? Kurzschluss R0 – Ausgangsimpedanz ohne Verstärkung offene Leitung Kurzschluss TOC TSC Schleifenverstärkungen Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  3. Ein Beispiel - Sourcefolger • Ausgangswiderstand gmUgs Xi Xi* Rd UIN + Ugs Ugs* UOUT Rs Rs Rg Rg ROUT Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  4. Ein Beispiel - Sourcefolger gmUgs Rd Ugs UIN UOUT Rs Rg Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  5. Ein Beispiel - Sourcefolger Xo • Erste Aufgabe: Xs, Xi und Xo lokalisieren Xs Xi gmUgs Rd Ugs gmUgs Xi Xi* Rd UIN UIN + Ugs Ugs* UOUT Xs UOUT Xout Rs Rs Rg Rg Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  6. Signalgain im Eingangsnetz Xi Xi* gmUgs UIN + Ugs Ugs* Xs UOUT Xout Rs* = Rd||Rs Rg Xi UIN + Ugs Xs UOUT Xout Rg Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  7. Direkte (aktive) Verstärkung Xi Xi* gmUgs UIN Ugs Ugs* Xs UOUT Xout Rs* Rg Xi gmUgs* UIN + Xs UOUT Xout Rs* Rg Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  8. Schleifenverstärkung Xi Xi* gmUgs UIN Ugs* Ugs Xs UOUT Xout Rs* Rg Xi gmUgs* UIN + Ugs Xs UOUT Xout Rs* Rg Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  9. Dead System Gain (FF) Xo Xs Xi Xi* gmUgs UIN + Ugs* Ugs Xs UOUT Xout Rs* Rg Xi Xi* UIN Ugs Xs UOUT Xout Rs* Rg Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  10. Verstärkung mit RK UIN UOUT Rs Rg Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  11. Ω Ein Beispiel - Sourcefolger • Widerstand ohne Verstärkung gmUgs Rd + Ugs Rs Rg Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  12. Ein Beispiel - Sourcefolger • Schleifenverstärkung mit offenem Ausgang gmUgs Ugs* Rd + Ugs Rs Rg Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  13. Ein Beispiel - Sourcefolger • Schleifenverstärkung mit kurzgeschlossenem Ausgang gmUgs Ugs* Rd + Ugs Rs Rg Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  14. Sourcefolger – wichtige Parameter 1/gm + + 1 UIN UOUT = UIN - UIN UOUT Rs ROUT = 1/gm UOUT/UIN = 1 RIN = ∞ Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  15. Nichtinvertierender Verstärker Xo Xs Xi Xi + Xs + OUT + - Xo R2 R1 + OUT ROUT UIN + RIN - AUIN Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  16. Nichtinvertierender Verstärker (Verstärkung) Xo Xs Xi Xi + Xs + OUT + - Xo R2 R1 + OUT ROUT = 0 UIN RIN = ∞ + - AUIN Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  17. Signalgain im Eingangsnetz Xi Xi* + Xs + OUT + - Xo R2 R1 + OUT ROUT = 0 UIN RIN = ∞ + - AUIN Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  18. Direkte (aktive) Verstärkung Xi Xi* + Xs + OUT + - Xo R2 R1 + OUT Xi* + - AXi* Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  19. Schleifenverstärkung Xi Xi* + Xs + OUT + - Xo R2 R1 + OUT Xi* + - AXi* Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  20. Dead System Gain (FF) Xo Xs Xi Xi* + Xs + OUT + - Xo R2 R1 + OUT UIN + - AUIN Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  21. Verstärkung mit RK + Xs + OUT + - Xo R2 R1 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  22. Nichtinvertierender Verstärker (Ausgangswiderstand) Xi Xi + OUT - Ω R2 R1 + OUT ROUT UIN RIN = ∞ + - AUIN Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  23. Nichtinvertierender Verstärker (Ausgangswiderstand) • Widerstand ohne Verstärkung Xi + OUT - Ω R2 R1 + OUT ROUT UIN + - AUIN Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  24. Nichtinvertierender Verstärker (Ausgangswiderstand) • Schleifenverstärkung beim offenen Ausgang Xi Xi* + Xs + OUT + - Xo R2 R1 + OUT ROUT Xi* + - AXi* Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  25. Nichtinvertierender Verstärker (Ausgangswiderstand) • Schleifenverstärkung beim kurzgeschlossenen Ausgang Xi Xi* + Xs + OUT + - Xo R2 R1 + OUT ROUT Xi* + - AXi* Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  26. Nichtinvertierender Verstärker (Ausgangswiderstand) • Ausgangswiderstand mit Rückkopplung + OUT - Ω R2 R1 + OUT ROUT Xi* + - AXi* Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  27. Aufgabe Rin=? Cg Cg Cg Transistor CS Amplifier SF Amplifier Z=? Z=? Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  28. TSC Cg Cg Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  29. TOC Cg Cg Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

  30. R0 Cg Cg Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

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