二级密勒补偿运放设计详解：工作点分析与参数计算

本文档主要介绍了计算参数方面的内容，针对的是PX4飞控中的一个特定部分——相位补偿和电路设计。文章首先回顾了M14管如何通过线性MOS管和特殊的偏置电路实现相位补偿，以抵抗PVT（工艺、电压和温度）变化，确保在1.2GBW处有良好的相位裕度。为了使非主极点p2稳定在1.5GBW，文中给出了相应的电容计算公式。 关键知识点在于： 1. **相位补偿**：作者解释了如何通过调整MOS管的工作点和电路设计来实现相位补偿，目的是在保证系统稳定性和效率的同时，减少PVT变化对系统性能的影响。具体操作涉及选择合适的增益点和利用非主极点位置进行补偿。 2. **计算参数**： - **工作点分析**：文档强调了工作点分析在设计中的重要性，包括设定电源电压、共模输入电压，以及通过调整管子的宽长比保证电流密度满足要求。 - **设计步骤**：设计过程中涉及到了对MOS管的过驱动电压、失调电压、静态功耗、共模抑制比、电源抑制比、转换速率和噪声等参数的计算和优化。 3. **电路设计**： - **MOS工作区域**：讨论了选择合适的工作区以保证电路性能。 - **约束分析**：考虑了对称性、失调电压、静态功耗、面积和噪声等因素对设计的限制和优化。 - **HSPICE仿真**和**Cadence仿真**：详细描述了电路设计的仿真过程，包括静态功耗、增益、带宽、相位裕度、噪声和转换速率等指标的验证。 4. **性能指标**：文档详细列举了各种关键性能指标的定义，如共模抑制比（CMRR）、电源抑制比（PSRR）、转换速率（SlewRate）以及噪声水平，这些都是衡量运算放大器性能的重要参数。 本文适合对飞控系统中的相位补偿技术和运算放大器设计感兴趣的读者，特别是那些需要深入了解如何在实际应用中处理PVT变化、优化电路参数以提高系统稳定性和效率的专业人士。