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Sample-and-Hold
Analoge CMOS-Schaltungen PSPICE: Sample-and-Hold Roland Pfeiffer 23. Vorlesung Einführung 1. Vorlesung – 8. Vorlesung: „Inverter-Verstärker“, einige Differenzverstärker, Miller-Verstärker 9. Vorlesung: Miller-Verstärker als Subcircuit 10. Vorlesung: Temperaturanalyse 11. Vorlesung: Rausch-Analyse 12. Vorlesung: Fourier-Analyse 13. Vorlesung: Einfluß des Layouts auf analoge Schaltungen 14. Vorlesung: Monte-Carlo-Analyse, Worst-Case-Analyse 15. Vorlesung: Transfer-Analyse, Sensitivity-Analyse 16. Vorlesung: Parameter-Analyse 17. Vorlesung: ABM-Bauelemente 18. Vorlesung: Transmission Line 19. Vorlesung: Oszillator-Schaltungen 20. Vorlesung: Abändern von Bauteilen 21. Vorlesung: „Optimizer“ zur Schaltungs-Optimierung 22. Vorlesung: „Smoke“ zur Schaltungs-Stress-Analyse 23. Vorlesung: Sample-and-Hold-Schaltung 24. Vorlesung: PSPICE und Systemtheorie 25. Vorlesung: Zukünftige analoge CMOS-Schaltungen Analoge CMOS-Schaltungen Folie 2 Roland Pfeiffer Analog-Digital-Wandlung Analog-Digital-Wandlung Vorlesung Prof. Barabas Analoges Eingangssignal Sample-and-Hold Schaltung, Track-and-Hold Schaltung jetzt betrachtet Digitales Ausgangssignal Analoge CMOS-Schaltungen Folie 3 Roland Pfeiffer Sample-and-Hold Sample-and-Hold Schaltung Prof. Barabas Sampled Ausgangssignal Analoges Eingangssignal Sample-and-Hold, Track-and-Hold jetzt betrachtet OpAmp zur Abkoppelung: Ausgangswiderstand ≈ 0 Ω Eingangswiderstand ≈ ∞ Ω Analoge CMOS-Schaltungen Folie 4 Roland Pfeiffer Sample-and-Hold Sample-and-Hold Schaltung Ausgangswiderstand ≈0Ω Analoge CMOS-Schaltungen Folie 5 Eingangswiderstand ≈∞Ω Roland Pfeiffer Sample-and-Hold Analog-Digital-Wandlung Spezifikation Analoges Eingangssignal t US Spezifikation: Sinus 100 MHz = 10ns Periode Nyquist-Theorem mindenstens 200MHz = 5ns Periode Sample-and-Hold Schaltung 500MHz = 2ns Periode W/L für 500 MHz geeignet Analoge CMOS-Schaltungen Folie 6 Roland Pfeiffer Sample-and-Hold Sample-and-Hold Schaltung geschlossener Schalter: keine (sehr geringe) Drain-Source Spannung !! VS IDS Widerstandsbereich UDS W/L für 500 MHz geeignet Analoge CMOS-Schaltungen Folie 7 Roland Pfeiffer Sample-and-Hold Sample-and-Hold Schaltung W/L = 10µ/0.5µ Analoge CMOS-Schaltungen Folie 8 Roland Pfeiffer Sample-and-Hold Sample-and-Hold Schaltung W/L = 10µ/0.5µ Erwartung: VS VGATE VCH t Analoge CMOS-Schaltungen Folie 9 Roland Pfeiffer Sample-and-Hold Sample-and-Hold Schaltung W/L = 10µ/0.5µ Geben Sie die obere Schaltung in PSPICE ein Überprüfen Sie, ob sich die Schaltung das erwartete Verhalten zeigt. Wenn die Schaltung nicht das erwartete Verhalten zeigt, erklären Sie dieses Verhalten und treffen Sie Gegenmaßnahmen. Analoge CMOS-Schaltungen Folie 10 Roland Pfeiffer Clock Feedthrough PSPICE-Simulation Clock Feedthrough Analoge CMOS-Schaltungen Folie 11 Roland Pfeiffer Clock Feedthrough Gegenmaßnahme Clock feedthrough bei Analog-Schalter: Dummy-Transistor 1/2·W/L mit inverser VGATE Analoge CMOS-Schaltungen Folie 12 Roland Pfeiffer Clock Feedthrough Gegenmaßnahme Clock feedthrough bei Analog-Schalter: Dummy-Transistor 1/2·W/L mit inverser VGATE Widerstandsbereich Sättigungsbereich Analoge CMOS-Schaltungen Folie 13 Roland Pfeiffer Literaturverzeichnis Prof. Barabas, Vorlesungsunterlagen "Informationstechnische Schaltungen" L.Dai, R. Harjani: CMOS Switched-Op-Amp-Based Sample-and-Hold Circuit, IEEE Journal of Solid-State Circuits, Januar 2000 Analoge CMOS-Schaltungen Folie 14 Roland Pfeiffer
