Непрерывная во времени cхема СОС с максимальным диапазоном

Входных сигналов.

Под максимальным диапазоном входных сигналов для схемы СОС имеется в виду максимальный диапазон изменения напряжения на выходе полностью дифференциального ОИТУН (см. главу 3 о максимальных диапазонах напряжений на выходах однокаскадного и двухкаскадного ОИТУН). Максимальный диапазон входных сигналов для схемы СОС достигается тогда, когда соединение с выходами полностью дифференциального ОИТУН обеспечивается пассивными компонентами. Достаточно распространенная непрерывная во временисхема СОС с максимальным диапазоном входных сигналов изображена на рис. 6.4).

Отличие этой схемы от схемы на Рис. 6.3 – в том, что здесь полусумма выходных напряжений outn и outp образуется на – делителе ( и ) между этими напряжениями, и на пути синфазного сигнала отсутствуют транзисторы в пологой области, вызывающие потерю уровня напряжения.

Рис. 6.4. Непрывная во времени схема СОС с максимальным

диапазоном входных сигналов.

При этом скорость передачи изменений выходных напряжений в узел А через конденсаторы максимальна, хотя на затвор транзистора Мр2 потенциал узла А попадает с некоторым затуханием из-за паразитного емкостного делителя. Резисторы могут быть относительно самыми высокоомными для используемой технологии и нужны лишь для подачи в узел А медленно меняющегося среднего арифметического между потенциалами выходов ОИТУН и предотвращения плавающего состояния узла А.

Несмотря на принципиальную возможность использования очень высокоомных резисторов, их сопротивление все же меньше выходного сопротивления каскодных ОИТУН, особенно с активными каскодами, поэтому схема СОС на Рис. 6.4 подходит только для многокаскадных ОИТУН, где величина коэффициента усиления в основном определяется предыдущими каскадами, а крутизна входного транзистора последнего каскада всегда достаточно велика. При этом наилучшее быстродействие по синфазному сигналу получается при использовании в каждом каскаде своей отдельной схемы СОС, причем для первых каскадов, на выходах которых размах сигнала ограничен, хорошо подходит схема на Рис. 6.3.

Варианты схем синфазной обратной связи на базе переключаемых конденсаторов

Рис. 6.5. Схема СОСна базе переключаемых конденсаторов

с максимальным диапазоном входных сигналов.

Схема СОС на Рис. 6.5 отличается от схемы на Рис. 6.4 тем, что резисторы заменены на переключаемые конденсаторы и , поддерживающие, во – первых, разряженное состояние конденсаторов и и, во – вторых, нулевой потенциал узла А.

Очень распространен вариант схемы СОС на базе переключаемых конденсаторов без использования в ней дифкаскада.

Рис. 6.6. Схема СОСна базе переключаемых конденсаторов с максимальным диапазоном входных сигналов без использования дифкаскада.

Схема СОС на 6.6 очень популярна в однокаскадных ОИТУН класса А, используемых в высокочастотных схемах на переключаемых конденсаторах (фильтрах, ΣΔ модуляторах). Типичным примером является ОИТУН на Рис. 6.2а, на базе которого рассмотрим принцип работы схемы СОС на Рис. 4 – 5. Работа схемы СОС базируется на одинаковости превышения над порогом транзистора Mn1 схемы СОС и транзисторов Mn3 и Mn4 в ОИТУН. Переключаемые конденсаторы и схемы СОС доставляют на конденсаторы синфазной обратной связи и заряд, создающий на конденсаторах синфазной обратной связи напряжение, равное половине питания минус потенциал затвора транзистора Mn1. Потенциал объединенных нижних обкладок и в каждом такте передается на объединенные затворы Mn3 и Mn4 ОИТУН, поэтому после некоторого количества тактов напряжение на и , возникающее на них после подключения к диоду и к «земле», установится на и , станет неким синфазным опорным напряжением внутри ОИТУН, равным и будет поддерживаться за счет «подпитки» в каждом такте конденсаторами и .

Достоинство схемы на Рис. 6.6 перед схемой на Рис. 6.5 – в отсутствии задержки на пути синфазного сигнала, что способствует быстрейшему установлению синфазного выходного напряжения и уменьшению нелинейных искажений. Ее недостаток – в как правило большой паразитной емкости в узле, подключаемом к сигналу . В типичном ОИТУН на Рис. 6.2, применяемом в широкополосных ΣΔ модуляторах с высоким динамическим диапазоном, суммарная емкость затворов транзисторов Mn3 и Mn4 достигает нескольких пикофарад, поэтому конденсаторы – такого же порядка величины, что увеличивает суммарную емкость нагрузки и затрудняет увеличение .

На рис. 6.6 потенциал есть потенциал диода на транзисторе Mn1. следует учитывать:

(А)подобно замечанию в конце раздела с описанием схемы СОС с ограниченным входным диапазоном, потенциал диода может подаваться на транзистор – источник тока, в стоке которого находится каскодный транзистор;

(В)сам диод может находиться в составе узла, формирующего необходимые постоянные потенциалы на затворы транзисторов, являющихся как источниками тока, так и каскодными.