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第五章 佈局考量

5-2 佈局圖

圖5-1 佈局圖 下表為各腳位的說明:

腳位 功能 說明

Vi1 輸入(+) 共模電壓為1.3V Vi2 輸入(-) 共模電壓為1.3V Vo1 輸出(+)

Vo2 輸出(-)

Vt1 濾波器控制電壓 已內建偏壓電路,可藉由此腳位觀察其調整電 路的功能,若有偏移也可直接提供其電壓 (0.7V~0.87V)

Vt2 輸出級控制電壓 需外部提供(0.7V~0.87V)

Vd3 共模回受電壓 已內建,可藉由此點量測來觀察回受電路 VREF 共模參考電位 已內建,可觀測其是否為1.3V

VBC 共模回受電路偏壓 已內建,觀察其準確性(1.77V) Vr1 調整電路控制電壓 取Vr1-Vkn=1V

Vkn 調整電路控制電壓 取Vr1-Vkn=1V

Vtip 調整電路控制電壓 已內建,觀察其準確性(1.3V) VDD 電壓源 2.5V

gnd 接地

表 5-1 圖 5-2 為打線圖:

圖5-2 打線圖

第六章 量測考量

第六章 量測考量

在量測考量方面,使用了許多PAD,除了可以量測到濾波器的特性外,

還可以直接量測OTA 的特性,以下就說明量測方式。

6-1 頻率響應量測方式

如圖6-1,為測試頻率響應的示意圖,其時應該只要網路分析儀,但實驗室 的網路分析儀最低的量測頻率為50MHz,所以只能利用訊號產生器和示波器,

在電路設計的考量上只有預估到下一級的負載,但示波器的負載電容為7pF,遠 大於所預估的電容值,若直接在電路中做一個可驅動7pF 的輸出級,純粹為了量 測,不但消耗功率也浪費面積,實際應用上也不需要用到,所以利用外接的一個 Buffer,是一個較理想的方式;在這裡選用 LMH6503,是一個可變增益放大器,

其規格也適用於濾波器的量測,圖6-2 為其增益為一,並加上 10pF 和 1M 歐姆 的模擬結果(參考 National Semiconductor 所提供的 HSPICE netlist file)

圖6-1 測試頻率響應示意圖

圖6-2 LMH6503 頻率響應圖(10pF 和 1M 歐姆)

圖6-3 比較輸出結果

由圖6-2 可以了解,其頻寬大於 10MHz 以上;圖 6-3 為濾波器經過 LMH6503 輸 出結果,與未接上LMH6503 的輸出結果比較圖,可以發現在 50MHz 之前其結 果是非常接近;圖6-4 為頻率響應量測方式,RT為外加電阻,用來調整Gm 大小,

首先先固定RT的值,設定為當初要求的值為13.6KΩ,然後由訊號產生器輸入正 弦波在經過balun 產生大小頻率相等相位相反的正弦波,然後紀錄示波器所接收 的訊號大小,然後再改變輸入訊號頻率,把輸出訊號大小一一紀錄下來,看其改 變的大小,就可得到頻率響應圖,然後改變RT從10KΩ~20KΩ,並觀察頻寬改 變量。

第六章 量測考量

6-2 THD 量測方式

接下來是量測THD,圖 6-5 為 LMH6503 對 50Ω 負載的頻率響應,由圖可知,

還是可以運用其對50Ω 的系統做量測,其量測方法只是把示波器改為頻譜分析 儀HP8593E,其規格為 9KHz~22GHz 50Ω 系統,電路模擬時選擇了 5MHz 和 8MHz 做模擬,所以只要分別輸入這兩個頻率,改變振幅大小,就可觀察其結果是否與 模擬相符合;並且可量測其Dynamic Range(見圖 6-6)

圖6-5 LMH6503 頻率響應圖(50 歐姆)

圖6-6 THD 量測方式

6-3 Gm 量測方式

接下來是Gm 值的量測,一般電路設計除非多做一個獨立的 OTA,否則不 容易量得Gm 的大小,在這裡由於採用電阻分壓調整電路所以可以量測 Gm 的 值,並觀察其偏移量,其量測方法如圖6-7,首先運用圖 6-7 固定 RT的值,經過 調整電路之後可以得到對應的VT1,因為Gm=1/RT,接下來使用電源供應器提供 相同的電壓給VT1如圖6-7,然後利用電流計串聯電源供應器,改變 VKN和VTIP

之間的電壓,然後就可得到電流和電壓之間的關係圖,這樣就可量測Gm 的大 小,和1/RT做比較就可得到其誤差量,或是使用源級退化架構的定義式,其何 理論值之間的差異性。

圖6-7 Gm 量測方式

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