之前看到一个评论。我来说说噪音。我绞尽脑汁想了很久,好像是按照KT C在走,想不出什么有趣的角度来打动读者。毕竟,有时候,一个顿悟的想
之前看到一个评论。我来说说噪音。我绞尽脑汁想了很久,好像是按照KT/C在走,想不出什么有趣的角度来打动读者。毕竟,有时候,一个顿悟的想法真的很难产生.
聊了这么多,让我们回到正题。我想随便说说模拟电路中的一些技术。说是讲“术”,其实我想讲的是“道”。毕竟一切法都是统一的,我们的终极目标是“道”。
先说噪音。
早上我问王道长“你是怎么设计低噪声的电路的?”王道长随手把拉扎维的RF书扔在旁边:“看LNA设计!比如说……”他给我看了第5.3.6节的电路。先说思路,不看具体电路实现。
1.相关双采样
说到噪音,人们会想到什么来应对?如果我是一个初出茅庐的新人,我会怎么想才能摆脱这个不理想的东西?嗯,例如,你在上次考试中犯了一个错误。为了避免下次考试出错,你会怎么做?拿个错题本,把错题记在上面,好好学习,下次就不容易出错了。
好了,这样就可以引入相关双采样(CDS)的概念了。也就是说,第一步,我会牺牲自己一段时间,专门使用样本偏移。(对应:我可以允许月考出错,因为我不想高考出错!)
(在我看来,失调是低频噪声,所以大部分失调抵消可以用来对付1/f噪声。)
然后,第二步是从真实电路函数(放大、积分、balabala)中减去包含失调的信息,减去非理想因素。换句话说,假设没有第一步,只有第二步,电路输出受失调影响,输出是错误的。我现在额外的第一步(在错题本上记录错题)就是抵消offset对电路的影响。
图1最直观的想法是在输出c上存储失调。
图1是简单粗暴的方式(对应:我会记住这个错题,保证下次会好!),直接在输出得到偏移量,等下一次工作,直接从输出中减去。
图2存储了输入端高于c的失调电压,(a)失调采样阶段,(b)正常工作阶段。
还是要谨慎一点,因为一般放大器的增益都很大。如果偏移直接使输出饱和,那岂不是完了?然后放在输入端,这样图2的C上就存储了一个等于Vos的电压,(对应:我去研究了这道错题的知识点,下次考试和这个知识点相关的就不会错了!下次正常工作时从输出中减去offset不是很好吗?
上面的CDS(或者有人说叫自动归零,我觉得意思差不多)能很好的工作有一个前提:你得抽出一点时间给样本偏移这一步。CDS在传统开关电容电路中非常常见且易于使用。但是如果没有时钟呢?我该怎么办?
2.反馈
回到王道长提到的LNA设计,拉扎维的书p300,有一个很直观的画面:
图3射频微电子/毕查德拉扎维。—第二版。2011年,第300页
其实概念很简单,就是我给你设置一个辅助放大器,让噪声刚好可以被这个反馈支路抵消。至于电路的具体实现,可以看一本书。当然,必须指出的是,这个辅助电路需要非常好的工作,一些特定的参数需要非常精确的匹配。(毕竟它需要实时工作,不像CDS慢半拍.)相对于上面说的CDS技术,其实是自身偏移,匹配难度其实是match更小。
进一步,你还记得米勒电容的计算吧?在实际的电路设计中,那个米勒电阻其实还是挺烦人的。选择参数的时候多跑跑Corner和MC,你就明白了。
进一步说,模拟电路中最经典的反馈结构是什么?PLL!多么完美的循环,完全符合工程美学的审美!就像我们思考的时候,从来不关心我大脑的哪个区域激活了哪个脑细胞。我们不需要一步一步跟着PLL反馈。总之,只要环路设计好,带宽增益足够,我们的输出基本上可以和想象的一样。对比一些粗调回路参数的应用,你在看什么?我说的是深度学习.一个完美的反馈回路。设计完了,适应就好,参数需要调整。嘿嘿,我们的模拟电路比他们聪明!
3.抖动
说了以上两种方法,再来说一个特别有意思的想法:抖动。为了摆脱不可控噪声,人为添加噪声。
之前的方法都是为了降低噪声,但是抖动是一个很有意思的方法:为了降低量化噪声、杂散或者死区,人为增加噪声通常可以获得更好的动态范围。维基百科说:抖动是一种有意应用的噪声形式,用于随机化量化误差。
其实归根结底,一些非理想因素,比如量化噪声,已经严重影响了最终的动态范围。但人为加入类似白噪声(一般由伪随机数发生器(PRNG)产生)的抖动,相当于用白噪声平滑这些毛刺。
责任编辑:pj
声明本站所有作品图文均由用户自行上传分享,仅供网友学习交流。若您的权利被侵害,请联系我们