運(yùn)算放大器的仿真方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種運(yùn)算放大器的仿真方法和裝置，該方法包括：接收用戶輸入的器件參數(shù)；調(diào)用預(yù)先配置的運(yùn)算放大器的多種器件參數(shù)與運(yùn)算放大器的輸出結(jié)果之間的相對(duì)變化關(guān)系；基于輸入的器件參數(shù)以及調(diào)用的變化關(guān)系，對(duì)運(yùn)算放大器進(jìn)行仿真。本發(fā)明通過根據(jù)輸入的器件參數(shù)以及器件參數(shù)對(duì)放大器輸出的影響對(duì)運(yùn)算放大器進(jìn)行仿真，使得仿真的過程能夠考慮到運(yùn)算放大器本身的性能，從而使仿真更加準(zhǔn)確、客觀。
【專利說明】
運(yùn)算放大器的仿真方法和裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電路器件仿真方法，并且特別地，設(shè)及一種運(yùn)算放大器的perational Amp 1 if ier，簡(jiǎn)稱為OP、0PAMP、或運(yùn)放等）的仿真方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 運(yùn)算放大器被廣泛應(yīng)用于模擬和混合信號(hào)電路設(shè)計(jì)中，是一種重要的基本元器 件。運(yùn)算放大器是一種直流禪合，差模輸入、通常為單端輸出、一般具有高增益、高輸入阻 抗、低輸出阻抗的電路單元。圖1示出了運(yùn)算放大器的結(jié)構(gòu)。如圖1所示，運(yùn)算放大器具有 兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端0。其中，運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端包括輸入端a(反相輸入端） 和輸出端b (同相輸入端），運(yùn)兩個(gè)輸入端也分別被稱為倒向輸入端非倒向輸入端和輸出 端。當(dāng)電壓U-加在a端和公共端（公共端是電壓為零的點(diǎn)，它相當(dāng)于電路中的參考結(jié)點(diǎn)） 之間，且其實(shí)際方向從a端高于公共端時(shí)，輸出電壓U實(shí)際方向則自公共端指向0端，即兩 者的方向正好相反。當(dāng)輸入電壓U+加在b端和公共端之間，U與U+兩者的實(shí)際方向相對(duì) 公共端恰好相同。
[0003] 運(yùn)算放大器的供電方式分雙電源供電與單電源供電兩種。對(duì)于雙電源供電運(yùn)放， 其輸出可在零電壓兩側(cè)變化，在差動(dòng)輸入電壓為零時(shí)輸出也可置零。采用單電源供電的運(yùn) 放，輸出在電源與地之間的某一范圍變化。
[0004] 在實(shí)際電路中，運(yùn)算放大器通常結(jié)合反饋網(wǎng)絡(luò)共同組成某種功能模塊。在不同的 外圍反饋網(wǎng)絡(luò)中，運(yùn)算放大器能夠?qū)Σ罘州斎攵说碾娦盘?hào)進(jìn)行處理，從輸出端得到需要的 特定大小、特定波形的電信號(hào)。運(yùn)算放大器不僅大量應(yīng)用于模擬電路，還廣泛應(yīng)用于混合信 號(hào)（同時(shí)含有數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)）的電路之中，例如，運(yùn)算放大器可用作精密的交流和直 流放大器、有源濾波器、振蕩器及電壓比較器等，具有非常廣的應(yīng)用范圍。
[0005] 目前，在電路設(shè)計(jì)的過程中，常常會(huì)對(duì)電路進(jìn)行模擬仿真，從而預(yù)測(cè)電路的性能和 參數(shù)。在對(duì)含有運(yùn)算放大器的混合信號(hào)電路設(shè)計(jì)進(jìn)行電路的前仿真工作時(shí)，需要首先建立 兼容數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的運(yùn)算放大器模型，之后才能夠?qū)﹄娐愤M(jìn)行仿真。
[0006] 但是，現(xiàn)有的仿真方案僅僅考慮到了運(yùn)算放大器的工作參數(shù)，而并沒有考慮到表 示運(yùn)算放大器本身性質(zhì)的器件參數(shù)。由于現(xiàn)有的仿真方案無法考慮到不同運(yùn)算放大器各自 的器件參數(shù)，所W將導(dǎo)致仿真的結(jié)果并不能夠客觀地反應(yīng)實(shí)際情況。
[0007] 針對(duì)如何對(duì)運(yùn)算放大器進(jìn)行客觀、準(zhǔn)確的仿真，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出一種運(yùn)算放大器的仿真方法和裝置，能夠使 得仿真結(jié)果與運(yùn)算放大器的器件參數(shù)相關(guān)聯(lián)，使得仿真結(jié)果更加準(zhǔn)確、客觀。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的：
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種運(yùn)算放大器的仿真方法。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)算放大器的仿真方法包括：接收用戶輸入的器件參數(shù)；調(diào) 用預(yù)先配置的運(yùn)算放大器的多種器件參數(shù)與運(yùn)算放大器的輸出結(jié)果之間的相對(duì)變化關(guān)系； 基于輸入的器件參數(shù)W及調(diào)用的變化關(guān)系，對(duì)運(yùn)算放大器進(jìn)行仿真。
[0012] 其中，在對(duì)運(yùn)算放大器進(jìn)行仿真時(shí)，對(duì)于多種器件參數(shù)中被用戶輸入的器件參數(shù)， 將輸入的參數(shù)值帶入被調(diào)用的相應(yīng)變化關(guān)系中；對(duì)于多種器件參數(shù)中未被用戶輸入的器件 參數(shù)，設(shè)置為默認(rèn)值并帶入被調(diào)用的相應(yīng)變化關(guān)系中。
[0013] 并且，該方法可W進(jìn)一步包括：
[0014] 接收環(huán)境參數(shù)；
[0015] 根據(jù)預(yù)先配置的環(huán)境參數(shù)與運(yùn)算放大器的器件參數(shù)之間的相對(duì)變化關(guān)系，對(duì)用戶 輸入的器件參數(shù)的參數(shù)值和未被用戶輸入的器件參數(shù)的默認(rèn)值進(jìn)行調(diào)整；
[0016] 并且，在對(duì)運(yùn)算放大器進(jìn)行仿真時(shí)，基于調(diào)整后的結(jié)果進(jìn)行仿真。
[0017] 進(jìn)一步地，該方法可W進(jìn)一步包括：
[0018] 預(yù)先配置環(huán)境參數(shù)與運(yùn)算放大器的器件參數(shù)之間的相對(duì)變化關(guān)系，并W函數(shù)的方 式表示相對(duì)變化關(guān)系。
[0019] 可選地，上述輸入的環(huán)境參數(shù)包括W下至少之一：
[0020] 溫度參數(shù)、氣壓參數(shù)、福照參數(shù)、磁場(chǎng)參數(shù)。
[0021] 可選地，上述運(yùn)算放大器的多種器件參數(shù)包括W下至少之一：
[0022] 失調(diào)電壓、偏置電流、共模抑制比、電源抑制比、開環(huán)增益。
[0023] 此外，上述運(yùn)算放大器的模型預(yù)先基于VHDL-AMS建模，其中，運(yùn)算放大器的模型 中包含多種器件參數(shù)與運(yùn)算放大器的輸出結(jié)果之間的相對(duì)變化關(guān)系，并且提供了用于接收 多種器件參數(shù)的接口。
[0024] 并且，上述運(yùn)算放大器的模型為通過行為級(jí)建模得到。
[00巧]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種運(yùn)算放大器的仿真裝置。
[00%] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)算放大器的仿真裝置包括：
[0027] 接收模塊，用于接收用戶輸入的器件參數(shù)；
[0028] 調(diào)用模塊，用于調(diào)用預(yù)先配置的運(yùn)算放大器的多種器件參數(shù)與運(yùn)算放大器的輸出 結(jié)果之間的相對(duì)變化關(guān)系；
[0029] 仿真模塊，用于基于輸入的器件參數(shù)W及調(diào)用的變化關(guān)系，對(duì)運(yùn)算放大器進(jìn)行仿 真。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的再一方面，還提供了一種運(yùn)算放大器的建模方法。該建模方法基于 VHDL-AMS、且W行為級(jí)建模的方式對(duì)運(yùn)算放大器進(jìn)行建模。
[0031] 其中，該建模方法包括：配置并保存運(yùn)算放大器的多種器件參數(shù)與運(yùn)算放大器的 輸出結(jié)果之間的相對(duì)變化關(guān)系；配置用于接收多種器件參數(shù)中部分或全部參數(shù)的接口。
[0032] 本發(fā)明通過根據(jù)輸入的器件參數(shù)W及器件參數(shù)對(duì)放大器輸出的影響對(duì)運(yùn)算放大 器進(jìn)行仿真，使得仿真的過程能夠考慮到運(yùn)算放大器本身的性能，從而使仿真更加準(zhǔn)確、客 觀。
【附圖說明】
[0033] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所 需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施 例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可w根據(jù)運(yùn)些附圖獲 得其他的附圖。
[0034] 圖1是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的運(yùn)算放大器的簡(jiǎn)圖；
[0035] 圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)算放大器的仿真方法的流程圖；
[0036] 圖3是對(duì)運(yùn)算放大器輸入失調(diào)電壓的示意圖；
[0037] 圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例對(duì)運(yùn)算放大器建模后的功能劃分示意圖；
[0038] 圖5是運(yùn)算放大器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0039] 圖6是示出運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓及偏置電流的模型電路圖； W40] 圖7是示出運(yùn)算放大器的共模抑制比的模型電路圖；
[0041] 圖8是示出運(yùn)算放大器的電源抑制比的模型電路圖；
[0042] 圖9是測(cè)量失調(diào)電壓的原理示意圖；
[0043] 圖10是輸入失調(diào)電壓的仿真結(jié)果圖； W44] 圖11是輸入偏置電流測(cè)量電路的電路圖；
[0045] 圖12是輸入偏置電流的仿真結(jié)果圖；
[0046] 圖13是共模抑制比測(cè)量電路的電路圖；
[0047] 圖14是共模抑制比的仿真結(jié)果圖； W4引圖15是開環(huán)增益測(cè)量電路的電路圖；
[0049] 圖16是開環(huán)增益的仿真結(jié)果圖；
[0050] 圖17是電源抑制比測(cè)量電路的電路圖；
[0051] 圖18是電源抑制比的仿真結(jié)果圖；
[0052] 圖19是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)算放大器的外部接口描述示意圖；
[0053] 圖20是外部環(huán)境因素變化對(duì)運(yùn)算放大器內(nèi)部產(chǎn)生影響的示意圖；
[0054] 圖21為運(yùn)放測(cè)試電路的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖； 陽化日]圖22至圖25為對(duì)運(yùn)算放大器進(jìn)行四組測(cè)試后得到的仿真結(jié)果；
[0056] 圖26為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)算放大器的仿真裝置的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0057] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的 范圍。
[0058] 圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)算放大器的仿真方法的流程圖。
[0059] 如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的算放大器的仿真方法包括：
[0060] 步驟S201，接收用戶輸入的器件參數(shù)；
[0061] 步驟S203,調(diào)用預(yù)先配置的運(yùn)算放大器的多種器件參數(shù)與運(yùn)算放大器的輸出結(jié)果 之間的相對(duì)變化關(guān)系；
[0062] 步驟S205,基于輸入的器件參數(shù)W及調(diào)用的變化關(guān)系，對(duì)運(yùn)算放大器進(jìn)行仿真。
[0063] 其中，運(yùn)算放大器的器件參數(shù)可能有很多種，而用戶并不一定輸入所有種類的器 件參數(shù)，此時(shí)，在對(duì)運(yùn)算放大器進(jìn)行仿真時(shí)，對(duì)于多種器件參數(shù)中被用戶輸入的器件參數(shù)， 將用戶輸入的參數(shù)值帶入被調(diào)用的相應(yīng)變化關(guān)系中；而對(duì)于多種器件參數(shù)中未被用戶輸入 的器件參數(shù)，則設(shè)置為默認(rèn)值并帶入被調(diào)用的相應(yīng)變化關(guān)系中，運(yùn)樣，運(yùn)算放大器的多種器 件參數(shù)均被賦值，就能夠基于相應(yīng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，從而得到仿真結(jié)果。
[0064] 并且，該方法可W進(jìn)一步包括：接收環(huán)境參數(shù)；根據(jù)預(yù)先配置的環(huán)境參數(shù)與運(yùn)算 放大器的器件參數(shù)之間的相對(duì)變化關(guān)系，對(duì)用戶輸入的器件參數(shù)的參數(shù)值和未被用戶輸入 的器件參數(shù)的默認(rèn)值進(jìn)行調(diào)整；并且，在對(duì)運(yùn)算放大器進(jìn)行仿真時(shí)，基于調(diào)整后的結(jié)果進(jìn)行 仿真。
[0065] 為了體現(xiàn)環(huán)境參數(shù)對(duì)運(yùn)算放大器的影響，在進(jìn)行仿真之前，該方法可W進(jìn)一步包 括：預(yù)先配置環(huán)境參數(shù)與運(yùn)算放大器的多種器件參數(shù)之間的相對(duì)變化關(guān)系，并W函數(shù)的方 式表示相對(duì)變化關(guān)系。也就是說，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)算放大器的模型中，包含外部環(huán) 境參數(shù)的接口，并且可W理解為，將運(yùn)算放大器的模型（包括接收器件參數(shù)的接口 W及器 件參數(shù)與輸出之間的相對(duì)變化關(guān)系）進(jìn)行一次封裝，在該封裝之外再進(jìn)行一次外層封裝， 外層的封裝包含輸入外部環(huán)境參數(shù)的接口，在進(jìn)行仿真時(shí)，運(yùn)算放大器的器件參數(shù)（不論 是輸入的器件參數(shù)還是被設(shè)置為默認(rèn)值的器件參數(shù)）均會(huì)首先受到輸入的環(huán)境參數(shù)的作 用而發(fā)生變化，在仿真運(yùn)算放大器的輸出時(shí)，所基于的是因?yàn)榄h(huán)境參數(shù)而變化后的器件參 數(shù)。
[0066] 可選地，之前輸入的環(huán)境參數(shù)可W包括W下至少之一：
[0067] 溫度參數(shù)、氣壓參數(shù)、福照參數(shù)、磁場(chǎng)參數(shù)。
[0068] 另外，在一個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)算放大器的模型可W基于VHDL-AMS建模得到，運(yùn)算放 大器的模型中包含多種器件參數(shù)與運(yùn)算放大器的輸出結(jié)果之間的相對(duì)變化關(guān)系，并且提供 了用于接收多種器件參數(shù)的接口。并且，運(yùn)算放大器的模型為通過行為級(jí)建模得到。具體而 言，運(yùn)里的行為級(jí)建模是指根據(jù)器件的輸入/輸出外特性參數(shù)或者傳輸函數(shù)來構(gòu)造模型， 運(yùn)種方式的建模關(guān)注于電路器件或原件的工作原理，而無需理解具體元件的內(nèi)部機(jī)理，模 型參數(shù)可通過直接測(cè)量而獲得。通過行為級(jí)的建模方式來對(duì)運(yùn)算放大器進(jìn)行建模，能夠有 效提高建模和仿真的效率，并且使得運(yùn)算放大器的模型具有更好的通用性，而不僅僅局限 于某一種具有特定結(jié)構(gòu)或特性的運(yùn)算放大器。
[0069] 另外，上述的VHDkAMS作為VHDL(全稱為Ve;ry-Hi曲-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)的一個(gè)語法與功能擴(kuò)展語言，針對(duì)模擬信號(hào)和混合信號(hào) 提供了系統(tǒng)的建模和仿真方法，本發(fā)明利用VHDkAMS語言，提出了運(yùn)算放大器（0PAMP)的 建模和仿真方法，從而可W仿真運(yùn)算放大器在外部環(huán)境因素變化的情況下的實(shí)際性能，并 可W在Systemvision環(huán)境下（在其他實(shí)施例中，仿真和測(cè)試還可W在其他環(huán)境下進(jìn)行）進(jìn) 行模型的仿真和測(cè)試。
[0070] 借助于基于環(huán)境參數(shù)來修正運(yùn)算放大器的參數(shù)，不僅能夠在諸如Systemvision 的環(huán)境下，通過建模仿真來評(píng)估運(yùn)算放大器（包括其中的1C器件）在特定環(huán)境因素下的性 能，而且可W仿真1C器件在外部環(huán)境因素變化的情況下的實(shí)際性能。 陽071] 其中，上述的VHDL于1987年底被IE邸和美國(guó)國(guó)防部確認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)硬件描述語言， 作為主要用于描述數(shù)字系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、行為、功能和接口的語言，VHDL語言設(shè)計(jì)方法靈活多 樣，既支持自頂向下的設(shè)計(jì)方式，也支持自底向上的設(shè)計(jì)方法；既支持模塊化設(shè)計(jì)方法，也 支持層次化設(shè)計(jì)方法。運(yùn)使其在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中發(fā)揮了巨大作用，但是在如今運(yùn)個(gè)電子設(shè) 計(jì)復(fù)雜性增高的時(shí)代，VHDL已經(jīng)不能完全適應(yīng)對(duì)模擬和混合信號(hào)電路設(shè)計(jì)的要求。為此， IE邸于1999年發(fā)布了 IE邸VHDL Std 1076. 1標(biāo)準(zhǔn)，擴(kuò)展了 VHDL對(duì)模擬和混合信號(hào)系統(tǒng)的 描述及仿真能力，1076. 1標(biāo)準(zhǔn)即為VHDL-AMS標(biāo)準(zhǔn)。
[0072] VHDL-AMS在VHDL基礎(chǔ)上擴(kuò)展了對(duì)模擬和混合信號(hào)的描述和應(yīng)用，具體如下： 陽07引 （a)支持VHDL 1076-1993標(biāo)準(zhǔn)的所有語法和語意，是VHDL語言的擴(kuò)展集。
[0074] 化）增加了支持連續(xù)行為級(jí)的新仿真模型，該模型是基于微分代數(shù)方程（DAE巧的 連續(xù)模型，微分代數(shù)方程的解答用到了專用的仿真核屯、。
[007引 （C)擴(kuò)展了 VHDL語言的結(jié)構(gòu)語意，加入了應(yīng)用于模型物理系統(tǒng)的傳統(tǒng)語意，比如： 針對(duì)電子電路的基爾霍夫定律；加入了針對(duì)抽象模型的非傳統(tǒng)語意，比如：信號(hào)流描述。
[0076] (d)可W兼容混合信號(hào)接口，模型可W同時(shí)包含數(shù)字和模擬端口。
[0077] (e)增加了對(duì)頻率域的支持，小信號(hào)頻率及噪聲建模和仿真。對(duì)于模擬信號(hào)，VHDL_ AMS用保留字"quantity "定義，quantity具有連續(xù)幅值，只能是浮點(diǎn)類型，VHDL_AMS中同時(shí) 引入了一些隱式quantity,如quantity對(duì)時(shí)間的微分怕'dot)、積分（Q'integ)等，Q代表 一個(gè)標(biāo)量的quantity。VHDL_AMS支持信號(hào)流和守恒系統(tǒng)建模方式。對(duì)于守恒系統(tǒng)其端口 及內(nèi)部節(jié)點(diǎn)用保留字"terminal"定義，同時(shí)要說明端口及節(jié)點(diǎn)的性質(zhì)。聯(lián)立語句是為描述 連續(xù)系統(tǒng)的行為而新增的語句，可W在并發(fā)語句區(qū)出現(xiàn)，在確立時(shí)寫成特征表達(dá)式的形式。
[0078] 此外，由于體現(xiàn)運(yùn)放性能的參數(shù)有很多，例如包括：輸入電阻巧I)，輸入失調(diào)電壓 (V0S)，輸入偏置電流（IB)，輸入失調(diào)電流（I0S)，開環(huán)增益（AWL)，增益帶寬積（GBW)，轉(zhuǎn)換 速率/壓擺率（SR)，共模抑制比（CMRR)，電源抑制比（PSRR)，輸出阻抗狂0)等。在不同應(yīng) 用環(huán)境、不同用途中對(duì)運(yùn)放的性能參數(shù)影響、要求也不同，本文主要針對(duì)比較通用的運(yùn)放進(jìn) 行建模，所W考慮通用運(yùn)放模型的幾個(gè)重要性能參數(shù)：輸入失調(diào)電壓（V0S)，輸入偏置電流 (IB)，共模抑制比（CMRR)，開環(huán)增益（AWL)，電源抑制比（PSRR)。
[0079] 盡管應(yīng)當(dāng)注意的是，對(duì)于不同應(yīng)用場(chǎng)景下應(yīng)用的運(yùn)算放大器，同樣可W獲取其關(guān) 鍵參數(shù)與環(huán)境參數(shù)之間的變化關(guān)系，從而在對(duì)其進(jìn)行仿真的過程中考慮環(huán)境參數(shù)的影響。
[0080] (1)忘算放大器的豐要參撒
[0081] (1. 1)輸入失調(diào)電壓（VJ :理想狀態(tài)下，如果運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端電壓完全 相同，輸出應(yīng)為0V。實(shí)際上，還必須在輸入端施加小差分電壓，強(qiáng)制輸出達(dá)到0。該電壓稱 為輸入失調(diào)電壓Ves。輸入失調(diào)電壓可W看成是電壓源Ves，與運(yùn)算放大器的反相輸入端串 聯(lián)，如圖3所示。
[0082] (1. 2)輸入偏置電流（IB):該性能參數(shù)指運(yùn)算放大器工作在線性區(qū)時(shí)流入輸入端 的平均電流。
[008引 （1.扣共模抑制比（CMRR):為了說明差分放大電路抑制共模信號(hào)的能力，常用共 模抑制比作為一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)來衡量，其定義為放大器對(duì)差模信號(hào)的電壓放大倍數(shù)Aud與對(duì) 共模信號(hào)的電壓放大倍數(shù)Auc之比，稱為共模抑制比。差模信號(hào)電壓放大倍數(shù)Aud越大，共 模信號(hào)電壓放大倍數(shù)Auc越小，則CMRR越大。此時(shí)差分放大電路抑制共模信號(hào)的能力越強(qiáng)， 放大器的性能越好。當(dāng)差動(dòng)放大電路完全對(duì)稱時(shí)，共模信號(hào)電壓放大倍數(shù)Auc = 0,則共模 抑制比CMRR -運(yùn)是理想情況，實(shí)際上電路完全對(duì)稱是不存在的，共模抑制比也不可能 趨于無窮大。
[0084] (1. 4)開環(huán)增益（AWL):在不具負(fù)反饋情況下（開環(huán)路狀況下），運(yùn)算放大器的放 大倍數(shù)稱為開環(huán)增益，簡(jiǎn)稱AVOL。AWL的理想值為無限大，一般約為數(shù)千倍至數(shù)萬倍之間。 陽0財(cái) （1. W電源抑制比（PSRR):電源抑制比（PSRR)定義為當(dāng)運(yùn)放工作于線性區(qū)時(shí)，運(yùn) 放輸入失調(diào)電壓隨電源電壓的變化比值。電源電壓抑制比反映了電源變化對(duì)運(yùn)放輸出的影 響。共模抑制比高的運(yùn)放，能夠補(bǔ)償一部分電源電壓抑制比。此值越大越好，較小時(shí)輸出中 出現(xiàn)電源噪聲。
[0086] (2)忘算放大器橫巧律立
[0087] 從功能上講，運(yùn)算放大器是對(duì)電信號(hào)進(jìn)行放大的1C器件；從結(jié)構(gòu)上看，運(yùn)算放大 器包含輸入級(jí)、中間放大級(jí)、和輸出級(jí)。運(yùn)算放大器的模型是從建立較理想、具有最基本 功能和性能參數(shù)的基本模型電路出發(fā)，而后建立能夠體現(xiàn)運(yùn)放性能的主要性能參數(shù)（V0S， IB，CMRR，AWL，PSRR)的各個(gè)模塊電路，針對(duì)運(yùn)算放大器的模型可W參照?qǐng)D4所示，在應(yīng)用 VHDL-AMS語言對(duì)圖4所示的各個(gè)組成模塊分別建立模塊模型，就能夠組成運(yùn)放模型從而進(jìn) 行測(cè)試驗(yàn)證。
[0088] (2. 1)運(yùn)算放大器基本模型
[0089] 如圖1所示，運(yùn)算放大器基本模型從外部看主要由兩個(gè)輸入端a(反相輸入端）、 b (同相輸入端）、W及一個(gè)輸出端0。進(jìn)一步參照?qǐng)D5,從內(nèi)部結(jié)構(gòu)來看，運(yùn)算放大器大致分 為差分輸入級(jí)、中間放大級(jí)、輸出級(jí)Ξ部分。
[0090] 在圖5所示的結(jié)構(gòu)中，端口 1和2分別為差分輸入級(jí)的正向輸入端和負(fù)向輸入端， VCC和VEE為運(yùn)放正負(fù)電源端，端口 81為輸出級(jí)輸出端，端口 103為參考電壓端。
[0091] 運(yùn)放基本模型是比較理想化的模型，體現(xiàn)運(yùn)放基本性能的器件參數(shù)Avol開環(huán)增 益、化化Z)單位增益帶寬、Slew(VAis)壓擺率等的計(jì)算如下：
[0096] 在W上公式（1)至（4)中，表示了 CPURP1和壓擺率W及截止頻率巧1的關(guān)系，其 中，CP1為中間放大級(jí)電容，RP1為中間放大級(jí)電阻。
[0097] (2. 2)輸入失調(diào)電壓及偏置電流模型
[0098] 輸入失調(diào)電壓表示使輸出電壓為零時(shí)需要在輸入端作用的電壓差，用來調(diào)節(jié)在輸 入信號(hào)為零的前提下輸出也為零。
[0099] 輸入偏置電流指運(yùn)算放大器工作在線性區(qū)時(shí)流入輸入端的平均電流。在正常情況 下，運(yùn)算放大器差分輸入兩端會(huì)有小的電流流入。
[0100] 如圖6所示，輸入失調(diào)電壓表現(xiàn)在模型電路上是在運(yùn)放正向輸入端加入受控電壓 源V0FF，輸入偏置電流則是在運(yùn)放的正向輸入端和反向輸入端加入受控電流源IB0FF。 陽101] 在基本模型的基礎(chǔ)上，在圖6所示位置加入受控電壓源V0FF和受控電流源IB0FF 后，使得基本模型具備了失調(diào)電壓參數(shù)V0S和偏置電流參數(shù)IB。 陽1〇2] (2.3)共模抑制比模型 陽103] -個(gè)理想的運(yùn)算放大器應(yīng)該具備： 陽104] 1.只作用于差分輸入。
[01化]2.忽視加在輸入端的共模電壓 陽106] 但是在實(shí)際的運(yùn)算放大器模型中，盡管對(duì)共模輸入抑制的很好，但是不完美。在實(shí) 際電路中，共模輸入的變化可能引起輸出端小的變化。引起運(yùn)個(gè)變化的原因在于輸入級(jí)的 晶體管和電阻不匹配，導(dǎo)致了在差分輸入端共模電壓產(chǎn)生了一個(gè)小的差分誤差電壓。隨后， 運(yùn)個(gè)誤差電壓隨著其他從輸入端進(jìn)來的信號(hào)一起被放大。圖7為共模抑制比模型電路，用 來最大限度抑制共模電壓所帶來的誤差。 陽107] 圖7中，在RCM設(shè)定后，則存在如下關(guān)系式：
[0110] 在公式（5)和（6)中，fz為RCM、LCM回路的截至頻率，KGCM為受控電流源GCM的 增益。 陽111] (2.4)電源抑制比模型 陽11引影響輸出信號(hào)的因素除了電路本身之外，還受到了供電電源的影響。PSRR是一個(gè) 用來描述輸出信號(hào)受電源影響的量，PSRR越大，輸出信號(hào)受到電源的影響越小。圖8為電 源抑制比模型電路。
[0113] 設(shè)受控電壓源EPSY的增益為Ke，則電源抑制比滿足下式：
[0114]
公式（7)
[0115] 至此，運(yùn)算放大器基本模型及相應(yīng)的性能參數(shù)模型建立完畢，接下來是驗(yàn)證所建 運(yùn)放模型的有效性、正確性。 陽11引 (3)忘算放大器橫巧參撒輪證
[0117] 模型里的輸入失調(diào)電壓、輸入偏置電流、共模抑制比、開環(huán)增益、電源抑制比都可 W在各自模塊設(shè)定，在Systemvision下，通過標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試電路可W對(duì)模型設(shè)定好的各項(xiàng)性 能參數(shù)做測(cè)定，通過比較各項(xiàng)性能參數(shù)的測(cè)定值和設(shè)定值，來驗(yàn)證所建模型的有效性、正確 性。 陽11引 （3. 1)輸入失調(diào)電壓的測(cè)定
[0119] 測(cè)量幾微伏的輸入失調(diào)電壓時(shí)，測(cè)試電路產(chǎn)生的誤差不應(yīng)比失調(diào)電壓本身更多。 圖9所示為測(cè)量失調(diào)電壓的標(biāo)準(zhǔn)電路。該電路W 1001的噪聲增益放大輸入失調(diào)電壓，測(cè)量 采用精確數(shù)字電壓表在放大器輸出端完成。折合到輸入端（RTI)的失調(diào)電壓可W通過輸出 電壓除W噪聲增益計(jì)算得出。 陽120] 圖9所示的輸入失調(diào)電壓的測(cè)量方法如下：
[0121]
公式做 陽12引設(shè)定運(yùn)放模型的輸入失調(diào)電壓V0S分別lmv、0.1 mv，在Systemvision下結(jié)合圖9 的測(cè)量電路，輸入失調(diào)電壓仿真結(jié)果如圖10所示。 陽12引從圖10中可W看出輸入失調(diào)電壓設(shè)定值在lmv、0.1 mv下，結(jié)合做式計(jì)算出測(cè)定 值分別為0. 9lmv、0. 09Imv。相對(duì)偏差皆為0. 9%。下表1為輸入失調(diào)電壓多組仿真實(shí)驗(yàn)數(shù) 據(jù)。
[0124] 表1輸入失調(diào)電壓仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 陽1巧]
陽126] (3. 2)輸入偏置電流的測(cè)定
[0127] 運(yùn)算放大器兩輸入偏置電流之平均值稱為輸入偏置電流IB，設(shè)運(yùn)算放大器反相輸 入端直流偏置電流為IB1，正相輸入端直流偏置電流為IB2,則有如下關(guān)系： 陽12引
公式（10)
[0129] 輸入偏置電流標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試電路如圖11所示，基于圖11所示的電路，測(cè)量輸入正偏電 流和負(fù)偏電流的步驟如下： 陽130] 姑）當(dāng)開關(guān)S1及S2均置于（0腳狀態(tài)時(shí)，此時(shí)之V0即為VI0,我們將此時(shí)的V0 設(shè)為V01 ;當(dāng)S2置于ON狀態(tài)而S1置于OFF狀態(tài)下，此時(shí)的V0設(shè)定為V02,根據(jù)克希荷夫電 壓定理（KVL)，V02 = V01+IB1，因而我們可W導(dǎo)出IB1如（11)式所示：
[0131]
公式（11)
[0132] (2b)當(dāng)S1置于ON狀態(tài)及S2置于OFF狀態(tài)下，此時(shí)的V0設(shè)定為V03 ;由克希荷夫 電壓定理，V03 = V01-IB2 · R2,因而可W導(dǎo)出IB2如（12)式所示： 陽133]
公式（12)
[0134] 測(cè)量電路中R1及R2的值，可W采用1ΜΩ或5ΜΩ，毫伏表的輸入阻抗最好大于 lOOkQ W減少負(fù)載效應(yīng)，運(yùn)里，可W取1ΜΩ。
[0135] 設(shè)定運(yùn)放的偏置電流為0. 6nA，在Systemvision下結(jié)合圖11測(cè)量電路，輸入偏置 電流仿真結(jié)果如圖12所示。 陽136] 從圖12中可W得出V01、V02、V03,結(jié)合（11)、（12)式，得出在偏置電流設(shè)定為 0. 6nA條件下，負(fù)偏電流，和正偏電流的測(cè)定值分別為59. 95nA，59. 92,相對(duì)偏差分別為： 0. 08%，0. 13%。下表2為輸入偏置電流多組仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 陽137] 表2輸入偏置電流仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 陽13引
[0139] 化3)共模抑制比的測(cè)定
[0140] 共模抑制比可W通過多種方式來測(cè)量，例如，如圖13所示，可W采用四個(gè)精密電 阻將運(yùn)算放大器配置成差分放大器，信號(hào)施加于兩個(gè)輸入端，從而測(cè)量輸出變化，測(cè)量步驟 如下：
[0141] (3a)在Vin端輸入一個(gè)電壓，記為Vinl，此時(shí)輸出為Voutl。
[0142] (3b)在Vin端輸入另一個(gè)電壓，記為Vin2,此時(shí)輸出為Vout2。
[0143] CMRR滿足下面關(guān)系式：
[0144] AVin = Vinl-Vin2 公式（13)
[0145] AVout = Voutl-Vout2 公式（14)
[0146]
公式（巧）
[0147] 設(shè)定運(yùn)放的共模抑制比為100地，輸入端Vin分別加3V，4V直流電壓，R1、R2皆為 化Ω，在Systemvision下結(jié)合圖13所示的測(cè)量電路，共模抑制比仿真結(jié)果可如圖14所示。
[0148] 從圖14中得出Vin分別在3V、4V下的Voutl、Vout2,結(jié)合關(guān)系式（15)得出CMRR 測(cè)定值為105. 19地，相對(duì)偏差為5. 19%。下表3為共模抑制比多組仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0149] 表3共模抑制比仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 陽1加]
陽巧1] (3.4)開環(huán)增益的測(cè)定 陽15引 AWL的測(cè)定方法有很多種，例如，參照?qǐng)D15所示的AWL標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方式，圖15中 AUT(Amplifier Under Test)為待測(cè)放大器；BUF度uffer)為緩沖放大器。VA等于0V時(shí)V01 趨近于0V，VA等于10V時(shí)V01則趨近于-0V，因此V01的輸出約有10V的變化量，所W我們 將此變化量W A V0代替的。V01的輸出有變化，在該放大器的輸入端必也引起相對(duì)應(yīng)的變 化，將此變化量W A VI代替。在圖15中待測(cè)放大器本身不具有負(fù)反饋，因此求出Δνο與 AVI的比值即為待測(cè)放大器的開環(huán)路電壓增益（AWL)。 陽153] VA不一定要用10V代入，用VA為-10V代入亦可，只不過此時(shí)V01會(huì)趨近于正10V。 同理，VA亦可用+5V代入，W求取AWL ;但VA不能用大于電源電壓的電壓源代入。 陽154] 測(cè)量步驟如下：
[0155] (4a)將VA設(shè)為10V，此時(shí)測(cè)量AUT的輸出為Voll，BUF的輸出為Vo21。 陽156] (4b)將VA設(shè)為0V，此時(shí)測(cè)量AUT的輸出為Vol2, BUF的輸出為Vo22。則有W下 關(guān)系式： 陽 157] ΔΥοΙ = Vol2-Voll 公式（16) 陽 158] Δν〇2 = Vo22-Vo21 公式（17) 陽159]
公式（18) 陽160] 設(shè)定運(yùn)放的開環(huán)增益為100地，Va分別為10V、0V，在Systemvision下結(jié)合圖15所 示的測(cè)量電路，得到開環(huán)增益仿真結(jié)果如圖16所示。 陽16U 結(jié)合圖16仿真結(jié)果和關(guān)系式（16)、（17)、（18)可W算出AWL的測(cè)定值為 99. 99地，相對(duì)偏差為0. 01 %。下表4為開環(huán)增益多組仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 陽162] 表4開環(huán)增益仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 陽 163]
[0164] (3.5)電源抑制比的測(cè)定 陽1化]圖17所示為測(cè)量PSRR的標(biāo)準(zhǔn)電路。其中，AUT為待測(cè)放大器，A1為緩沖放大器， 針對(duì)IV對(duì)稱電源變化選擇電壓。也可選用其它合適的電壓值。 陽166] 測(cè)量步驟如下：
[0167] 巧a)將DUT的電源電壓設(shè)為Vsl，此時(shí)放大器A1輸出為Voutl。 陽168] 巧b)將DUT的電源電壓設(shè)為Vs2,此時(shí)放大器A1輸出為Vout2。則有如下關(guān)系式：
[0169] AVs = Vsl-Vs2 公式（19)
[0170] Δ Vout = Voutl-Vout2 公式（20) 陽171]
公式（21) 陽17引設(shè)定運(yùn)放的電源抑制比為100地，Vs分別為14. 5V，13. 5V，在Systemvision下結(jié) 合圖17所示測(cè)量電路，得到電源抑制比仿真結(jié)果如圖18所示。 陽17引結(jié)合圖18仿真結(jié)果和關(guān)系式（19)、（20)、（21)可W計(jì)算得出PSRR測(cè)定值為 93. 98地，相對(duì)偏差為6. 02%。下表5為電源抑制比多組仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0174] 表5電源抑制比多組仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 陽1巧]
[0176] 共模抑制比和電源抑制比受基本模型反饋影響，測(cè)定值難達(dá)到設(shè)定值，實(shí)際上，在 1C器件制造工藝當(dāng)中，共模抑制比是一個(gè)參考值，1C器件的共模抑制比在參考值上下10 % JjL -6" 〇 陽177] (4)忘算放大器橫巧的綜合由路測(cè)試
[0178] (4. 1)運(yùn)算放大器模型的外部接口
[0179] 上面建立了運(yùn)算放大器的基本模型和各個(gè)重要參數(shù)模型，使得所建立的模型有了 運(yùn)放的基本功能和性能。本發(fā)明的目的在于建立一套能夠仿真1C器件在某種環(huán)境因素變 化的情況下的性能W及功能的模型庫(kù)，經(jīng)過分析運(yùn)放的性能參數(shù)W及結(jié)合實(shí)際的實(shí)驗(yàn)結(jié) 果，本發(fā)明還可W在運(yùn)放的模型里加入了一項(xiàng)外部環(huán)境因素的接口如圖19所示。
[0180] 圖19所示出的接口除了包括共模抑制比、開環(huán)增益等器件參數(shù)的接口之外，還加 入了運(yùn)算放大器模型的外部環(huán)境因素劑量結(jié)構(gòu)，其可W代表溫度、氣壓、福照、磁場(chǎng)等環(huán)境 因素。外部輸入Dose的變化，會(huì)引起運(yùn)算放大器功能、性能的變化，從而能夠反應(yīng)出環(huán)境因 素對(duì)1C器件的影響。 陽181] Dose輸入的變化反應(yīng)在運(yùn)算放大器內(nèi)部就是運(yùn)算放大器各個(gè)性能參數(shù)的變化，圖 20為外部環(huán)境因素在運(yùn)算放大器內(nèi)部的具體體現(xiàn)。如圖20所示，外部因素 Dose變化，會(huì) 引起運(yùn)算放大器內(nèi)部共模抑制比CMRR、電源抑制比PSRR的變化，具體變化W函數(shù)的形式體 現(xiàn)，而具體的函數(shù)是通過具體實(shí)際的大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)過擬合的函數(shù)曲線。圖20中只給出了 部分參數(shù)的函數(shù)關(guān)系式。實(shí)際上，其他參數(shù)的函數(shù)關(guān)系式同樣落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。 陽182] 運(yùn)算放大器的外部接口是連接運(yùn)放模型和現(xiàn)實(shí)世界的橋梁，通過外部接口可W仿 真出運(yùn)算放大器受外部環(huán)境影響而引起的功能、性能的變化，具有重要意義，也是本文的最 終目標(biāo)。 陽183] (4. 2)運(yùn)放理想電路測(cè)試
[0184] 上面介紹了運(yùn)放的模型建立W及性能參數(shù)的驗(yàn)證，經(jīng)過對(duì)比各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)定值和 測(cè)定值，就單個(gè)性能參數(shù)來講是足夠準(zhǔn)確和有效的。但是僅僅驗(yàn)證運(yùn)放的關(guān)鍵幾個(gè)參數(shù)的 正確性不能完全說明運(yùn)放模型的正確性，運(yùn)放的整體性能有必要在具體運(yùn)放測(cè)試電路里面 進(jìn)行測(cè)定，觀察驗(yàn)證運(yùn)放的仿真后結(jié)果是不是和設(shè)計(jì)的理想值是相符的或者是接近的很有 必要。圖21為運(yùn)放測(cè)試電路的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，其中包含正向輸入端V2,負(fù)向輸入端VI，W及參 考電壓端化ef，輸出端Vo。 陽185] 為了測(cè)試實(shí)驗(yàn)方便，給定R1 = 4ΚΩ，R2 = R3 = R4 = 20ΚΩ，因而有下面關(guān)系；
[0186] Vo = 3V1-5V2+3化ef 公式（22) 陽187] 下面進(jìn)行四組測(cè)試：
[0188] (組一）VI端加振幅為1. 0V，頻率為化監(jiān)的正弦信號(hào)，V2和化ef端都接地，其仿 真結(jié)果如圖22所示。
[0189] (組二）V2端加振幅為2. 0V，頻率為10K監(jiān)的正弦信號(hào)，VI和化ef端都接地，其 仿真結(jié)果如圖22所示。
[0190] (組Ξ ) VI端加振幅為1. 0V，頻率為化監(jiān)的正弦信號(hào)，化ef加0. 5V參考直流信 號(hào)，V2接地，其仿真結(jié)果如圖24所示。 陽191](組四）VI端加振幅為6. 0V，頻率為化監(jiān)的正弦信號(hào)，V2和化ef端都接地，其仿 真結(jié)果如圖25所示。
[0192] 結(jié)合四組測(cè)試條件分析圖22、圖23、圖24、圖25中的仿真結(jié)果，曰、b、C Ξ組測(cè)量 都符合關(guān)系式巧-1)，而d組測(cè)試的仿真結(jié)果圖25不符合關(guān)系式（22)，原因在于當(dāng)在于運(yùn) 算放大器一部分工作在線性放大區(qū)，超過電源電壓部分工作在非線性區(qū)。一般情況下非線 性區(qū)口限電壓V0小于電源電壓，本實(shí)施例所建模型口限電壓為約14V。 陽193] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還提供了一種運(yùn)算放大器的仿真裝置。
[0194] 如圖26所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)算放大器的仿真裝置包括：
[01巧]接收模塊2601，用于接收用戶輸入的器件參數(shù)； 陽196] 調(diào)用模塊2602,調(diào)用預(yù)先配置的運(yùn)算放大器的多種器件參數(shù)與運(yùn)算放大器的輸出 結(jié)果之間的相對(duì)變化關(guān)系； 陽197] 仿真模塊2603,用于基于輸入的器件參數(shù)W及調(diào)用的變化關(guān)系，對(duì)運(yùn)算放大器進(jìn) 行仿真。
[0198] 在一個(gè)實(shí)施例中，接收模塊2601還用于接收輸入的環(huán)境參數(shù)； 陽199] 并且，根據(jù)本發(fā)明的仿真裝置進(jìn)一步包括： 陽200] 調(diào)整模塊（未示出），用于根據(jù)預(yù)先配置的環(huán)境參數(shù)與運(yùn)算放大器的器件參數(shù)之 間的相對(duì)變化關(guān)系，對(duì)用戶輸入的器件參數(shù)的參數(shù)值和未被用戶輸入的器件參數(shù)的默認(rèn)值 進(jìn)行調(diào)整； 陽201] 并且，仿真模塊2603用于基于調(diào)整后的結(jié)果進(jìn)行仿真。 陽202] 并且，根據(jù)本發(fā)明的仿真裝置可W進(jìn)一步包括： 陽203] 配置模塊（未示出），用于預(yù)先配置環(huán)境參數(shù)與運(yùn)算放大器的內(nèi)部參數(shù)之間的相 對(duì)變化關(guān)系，并W函數(shù)的方式表示相對(duì)變化關(guān)系。 陽204] 可選地，上述輸入的環(huán)境參數(shù)可W包括W下至少之一：溫度參數(shù)、氣壓參數(shù)、福照 參數(shù)、磁場(chǎng)參數(shù)。 陽205] 另外，對(duì)于較為通用的運(yùn)算放大器而言，上述器件參數(shù)可W包括W下至少之一：失 調(diào)電壓、偏置電流、共模抑制比、電源抑制比、開環(huán)增益。實(shí)際上，對(duì)于不同場(chǎng)景下使用的運(yùn) 算放大器，通過在環(huán)境參數(shù)與運(yùn)些運(yùn)算放大器的參數(shù)之間建立變化關(guān)系，本發(fā)明同樣能夠 仿真得到環(huán)境參數(shù)對(duì)運(yùn)些運(yùn)算放大器的影響。 陽206] 此外，在可選的實(shí)施例中，上述運(yùn)算放大器的模型可W基于VHDL-AMS建模，并且， 可W建模的過程可W通過行為級(jí)建模的方式完成。 陽207] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還提供了一種運(yùn)算放大器的建模方法。 陽20引根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的建模方法基于VHDL-AMS、且W行為級(jí)建模的方式對(duì)運(yùn)算放大 器進(jìn)行建模。 陽209] 具體地，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)算放大器的建模方法包括：
[0210] 配置并保存運(yùn)算放大器的多種器件參數(shù)與所述運(yùn)算放大器的輸出結(jié)果之間的相 對(duì)變化關(guān)系； 陽211] 配置用于接收所述多種器件參數(shù)中部分或全部參數(shù)的接口。
[0212] 并且，該建模方法還可W包括：配置環(huán)境參數(shù)輸入接口，并且配置環(huán)境參數(shù)與多種 器件參數(shù)之間的相對(duì)變化關(guān)系。
[0213] 可選地，環(huán)境參數(shù)可W包括W下至少之一：溫度參數(shù)、氣壓參數(shù)、福照參數(shù)、磁場(chǎng)參 數(shù)。另外，對(duì)于較為通用的運(yùn)算放大器而言，上述器件參數(shù)可W包括W下至少之一：失調(diào)電 壓、偏置電流、共模抑制比、電源抑制比、開環(huán)增益。應(yīng)當(dāng)注意的是，運(yùn)里所列舉的參數(shù)僅僅 用于說明，而并不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0214] 綜上所述，本發(fā)明通過根據(jù)輸入的器件參數(shù)W及器件參數(shù)對(duì)放大器輸出的影響對(duì) 運(yùn)算放大器進(jìn)行仿真，使得仿真的過程能夠考慮到運(yùn)算放大器本身的性能，從而使仿真更 加準(zhǔn)確、客觀；另外，通過接收環(huán)境參數(shù)并調(diào)整運(yùn)算放大器的器件參數(shù)之后進(jìn)行仿真，能夠 使得仿真結(jié)果與運(yùn)算放大器實(shí)際所處的環(huán)境相關(guān)聯(lián)，進(jìn)一步有效提高仿真結(jié)果的客觀性和 可靠性。
[0215] W上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用W限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種運(yùn)算放大器的仿真方法，其特征在于，包括： 接收用戶輸入的器件參數(shù)； 調(diào)用預(yù)先配置的所述運(yùn)算放大器的多種器件參數(shù)與所述運(yùn)算放大器的輸出結(jié)果之間 的相對(duì)變化關(guān)系； 基于輸入的所述器件參數(shù)以及調(diào)用的所述變化關(guān)系，對(duì)所述運(yùn)算放大器進(jìn)行仿真。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿真方法，其特征在于，在對(duì)所述運(yùn)算放大器進(jìn)行仿真時(shí)，對(duì) 于所述多種器件參數(shù)中被用戶輸入的所述器件參數(shù)，將輸入的參數(shù)值帶入被調(diào)用的相應(yīng)變 化關(guān)系中；對(duì)于所述多種器件參數(shù)中未被用戶輸入的器件參數(shù)，設(shè)置為默認(rèn)值并帶入被調(diào) 用的相應(yīng)變化關(guān)系中。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿真方法，其特征在于，進(jìn)一步包括： 接收環(huán)境參數(shù)； 根據(jù)預(yù)先配置的環(huán)境參數(shù)與所述運(yùn)算放大器的器件參數(shù)之間的相對(duì)變化關(guān)系，對(duì)用戶 輸入的所述器件參數(shù)的參數(shù)值和未被用戶輸入的器件參數(shù)的默認(rèn)值進(jìn)行調(diào)整； 并且，在對(duì)所述運(yùn)算放大器進(jìn)行仿真時(shí)，基于調(diào)整后的結(jié)果進(jìn)行仿真。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的仿真方法，其特征在于，進(jìn)一步包括： 預(yù)先配置環(huán)境參數(shù)與所述運(yùn)算放大器的器件參數(shù)之間的相對(duì)變化關(guān)系，并以函數(shù)的方 式表示所述相對(duì)變化關(guān)系。5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的仿真方法，其特征在于，輸入的所述環(huán)境參數(shù)包括以下至 少之一： 溫度參數(shù)、氣壓參數(shù)、輻照參數(shù)、磁場(chǎng)參數(shù)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的仿真方法，其特征在于，所述運(yùn)算放大器的多種 器件參數(shù)包括以下至少之一： 失調(diào)電壓、偏置電流、共模抑制比、電源抑制比、開環(huán)增益。7. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的仿真方法，其特征在于，所述運(yùn)算放大器的模 型預(yù)先基于VHDL-AMS建模，其中，所述運(yùn)算放大器的模型中包含所述多種器件參數(shù)與所述 運(yùn)算放大器的輸出結(jié)果之間的相對(duì)變化關(guān)系，并且提供了用于接收所述多種器件參數(shù)的接 □ 〇8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的仿真方法，其特征在于，所述運(yùn)算放大器的模型為通過行為 級(jí)建模得到。9. 一種運(yùn)算放大器的仿真裝置，其特征在于，包括： 接收模塊，用于接收用戶輸入的器件參數(shù)； 調(diào)用模塊，用于調(diào)用預(yù)先配置的所述運(yùn)算放大器的多種器件參數(shù)與所述運(yùn)算放大器的 輸出結(jié)果之間的相對(duì)變化關(guān)系； 仿真模塊，用于基于輸入的所述器件參數(shù)以及調(diào)用的所述變化關(guān)系，對(duì)所述運(yùn)算放大 器進(jìn)行仿真。10. -種運(yùn)算放大器的建模方法，其特征在于，所述建模方法基于VHDL-AMS、且以行為 級(jí)建模的方式對(duì)運(yùn)算放大器進(jìn)行建模，其中，所述建模方法包括： 配置并保存運(yùn)算放大器的多種器件參數(shù)與所述運(yùn)算放大器的輸出結(jié)果之間的相對(duì)變 化關(guān)系； 配置用于接收所述多種器件參數(shù)中部分或全部參數(shù)的接口。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK105989199SQ201510049915
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年1月29日
【發(fā)明人】劉錦輝, 王芳, 趙小冬, 張亞棣, 王泉, 劉剛, 萬波
【申請(qǐng)人】西安電子科技大學(xué)昆山創(chuàng)新研究院, 西安電子科技大學(xué), 趙小冬