中國臺灣北部精機Northman比例放大器
 

放大器是模數轉換電路中的一個通用、重要的的單元。全差分運放是指輸入和輸出都是差分信號的運放, 與普通的單端輸出運放相比有以下幾個優點: 輸出的電壓擺幅較大;較好的抑制共模噪聲;更低的噪聲;抑制諧波失真的偶數階項比較好等。因此通常高性能的運放多采用全差分形式。近年來,全差分運放更高的單位增益帶寬頻率及更大的輸出擺幅使得它在高速和低壓電路中的應用更加廣泛。隨著日益增加的數據轉換率, 高速的模數轉換器需求越來越廣泛, 而高速模數轉換器需要高增益和高單位增益帶寬運放來滿足系統精度和快速建立的需要。速度和精度是模擬電路兩個重要的性能指標,然而,這兩者的要求是互相制約、互為矛盾的。所以同時滿足這兩方面的要求是困難的。折疊共源共柵技術可以較成功地解決這一難題, 這種結構的運放具有較高的開環增益及很高的單位增益帶寬。全差分運放的缺點是它外部反饋環的共模環路增益很小, 輸出共模電平不能精確確定,因此,一般情況下需加共模反饋電路 。

運放結構的選擇

運算放大器的結構重要有三種:(a) 簡單兩級運放,(b)折疊共源共柵,(c)共源共柵,如圖1 的前級所示。本次設計的運算放大器的設計指標要求差分輸出幅度為±4V, 即輸出端的所有NMOS 管的VDSAT,N 之和小于0.5V,輸出端的所有PMOS 管的VDSAT,P 之和也必須小于0.5V 。

主運放結構

該運算放大器存在兩級:(1)Cascode 級增大直流增益(M1-M8)；(2)、共源放大器(M9-M12) 。

共模負反饋

對于全差分運放, 為了穩定輸出共模電壓,應加入共模負反饋電路。在設計輸出平衡的全差分運算放大器的時候,必須考慮到以下幾點:共模負反饋的開環直流增益要求足夠大,能夠于差分開環直流增益相當;共模負反饋的單位增益帶寬也要求足夠大,接近差分單位增益帶寬;為了確保共模負反饋的穩定, 一般情況下要求進行共模回路補償;共模信號監測器要求具有很好的線性特性;共模負反饋與差模信號無關, 即使差模信號通路是關斷的 。

該運算放大采用連續時間方式來實現共模負反饋功能。

該結構共用了共模放大器和差模放大器的輸入級中電流鏡及輸出負載。這樣,一方面降低了功耗; 另一方面保證共模放大器與差模放大器在交流特性上保持*。因為共模放大器的輸出級與差模放大器的輸出級可以*共用,電容補償電路也一樣。只要差模放大器頻率特性是穩定的,則共模負反饋也是穩定的。這種共模負反饋電路使得全差分運算放大器可以像單端輸出的運算放大器一樣設計, 而不用考慮共模負反饋電路對全差分放大器的影響 。

光纖放大器不但可對光信號進行直接放大，同時還具有實時、高增益、寬帶、在線、低噪聲、低損耗的全光放大功能，是新一代 光纖通信系統中*的關鍵器件；由于這項技術不僅解決了衰減對光 網絡傳輸速率與距離的限制，更重要的是它開創了1550nm 頻段的波分復用，從而將使超高速、超大容量、超長距離的波分復用（WDM）、 密集波分復用（DWDM）、全光傳輸、光孤子傳輸等成為現實，是光纖通信發展*的一個劃時代的里程碑。在目前實用化的光纖放大器中主要有 摻鉺光纖放（EDFA）、 半導體光放大器（SOA）和光纖 拉曼放大器（FRA）等，其中摻鉺光纖放大器以其*的性能現已廣泛應用于長距離、大容量、高速率的光纖通信系統、接入網、光纖CATV網、軍用系統（雷達多路數據復接、數據傳輸、制導等）等領域，作為功率放大器、中繼放大器和前置放大器。

光纖放大器一般都由增益介質、泵浦光和輸入輸出耦合結構組成。目前光纖放大器主要有摻鉺光纖放大器、半導體光放大器和光纖拉曼放大器三種，根據其在 光纖網絡中的應用，光纖放大器主要有三種不同的用途：在發射機側用作功率放大器以提高發射機的功率；在接收機之前作光預放大器以極大地提高光接收機的靈敏度；在光纖傳輸線路中作中繼放大器以補償光纖傳輸損耗，延長傳輸距離。

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往事像天上的繁星，數不勝數，哪一顆耀眼，就數我學的那件事了。
　　記得那年暑假，我周邊的人都學會了，就連我的小表妹也學會了，而且溜得十分優美、輕盈，就像一只翩翩起舞的小燕子。于是，我也下定決心學。說學就學，我和媽媽走進場，只見里面人聲鼎沸，她們來回穿梭，有的像在跳優美的芭蕾，我迫不及待開始了。我信心十足地穿上溜，戰戰兢兢地站起來，剛想挪出腳步，沒想到，一個踉蹌，差點摔了個四腳朝天，剛開始學，溜鞋就我了我個下馬威。我坐在地上，疼得我咬牙切齒。我舉目四望，只見他們彎著腰，滑得輕松自如。我的“三分鐘熱度”又來了。我小心翼翼地站起來，慢慢地挪動腳步，自我感覺很好，便放心地大步溜了起來，我越溜越順暢，心里美滋滋的，仿佛灌了蜜似的，心里想：原來這么簡單啊！哈哈！就在這時，有個人從對面溜了過來，我措手不及，嚇得我摔了個“狗啃泥”，疼得我直喊：“哎喲”媽媽見到我這副糗樣，連忙走過來，扶著我，說：“孩子，沒事吧！”我嘀咕了一句：“不想學了。”媽媽立即阻止我，語重心長地說：“孩子，要知道，人生路上沒有誰能一帆風順，不經歷風雨怎能見彩虹！”聽了媽媽的一番話，我的心潮又澎湃起來了。我雙手一掂，雙腳一撐，站了起來，扶著欄桿，小心翼翼地挪動腳步，可這時那雙鞋像千斤重的巨石，拖著我腳。我不能放棄追求，要迎難而上。我已經放快速度了，開始自我。不知不覺已經滑到了場中央，我的身體好像跟我作對似地，渾身上下不停地抖著。我慢慢地溜呀溜，一不留神，雙腳一騰空，“趴—”地一聲，嘴里喊著：“哇，頭上有好多星星啊！”我的心“咔嚓”地又碎了一半，心想：不行，我不能就這么放棄，媽媽說過‘不經歷風雨，怎能見彩虹呢’。于是，我拍拍屁股，揉揉大腿，站了起來。就這樣滑了又跌，跌了又滑……可我仍然堅持下去，因為我心里一股堅持的力量支撐著我，使我不被哪一股風擊倒。
　　回家的路上，路邊的花花草草在微風吹拂下輕輕擺動，好像在向我招手，為我喝彩，因為我懂得了：“不經歷風雨，怎能見彩虹”讓我嘗到了成功的滋味，成長的快樂！