Distorsión armónica en opamp subumbral de 2 etapas

Diseñé un opamp de 2 etapas con todos los MOSFET en la región del subumbral como se muestra en la figura a continuación,

ingrese la descripción de la imagen aquíTengo una ganancia de 48 dB, GBW de 60 KHz, velocidad de respuesta de 0,014 V/us y disipación de potencia de solo 0,6 microvatios.

Aquí está la respuesta de frecuencia,ingrese la descripción de la imagen aquí

Tengo un margen de fase apreciable de 60 grados de la respuesta de frecuencia. Estoy un poco deprimido en el análisis de distorsión armónica y ruido en LT Spice. Pero sé que la FFT de la salida da una idea del THD. Pero, ¿cómo calcular el porcentaje de distorsión armónica?

Aquí hay una imagen de FFT de la salida (Nota: estoy operando a una entrada sinusoidal de 400 Hz)

ingrese la descripción de la imagen aquí

¿Qué significan estos valores en db y veo un pico a 800 Hz, que es un armónico de frecuencia fundamental de 400 Hz, qué debo concluir y cómo se evalúa el THD?

GRÁFICO FFT ACTUALIZADO con más ciclos según lo solicitado por andyakaTambién me gustaría saber sobre el análisis de estabilidad del mismo.

Tiene problemas mayores con esa FFT... ¿posiblemente un componente de CC que se confunde con un impulso? Eso está ocultando los otros armónicos. Sin embargo, podría calcular la distorsión del segundo armónico.
Señor, ¿podría por favor explicar sobre eso?
Intente usar una FFT de resolución mucho más fina durante muchos ciclos de la señal de entrada. Además, ¿por qué está inyectando una señal que produce una salida de -20 dBV?
@Andyaka, el circuito funciona con un voltaje de suministro bajo, por lo que la oscilación positiva máxima es de solo alrededor de 0,43 V y la ganancia es de 48 dB. He actualizado la FFT con más ciclos. por favor verifique

Respuestas (1)

Bueno, usando su FFT muy mejorado, podría aproximar el THD a la amplitud del segundo armónico: parece ser de aproximadamente -42 dBV y su señal principal está en -15 dBV. El segundo armónico es por lo tanto 27 dB más bajo.

Como una relación que es 22,4 veces menor o alrededor de 4,5 % THD.

Si incluyó el tercer armónico en alrededor de -58 dBV, debe convertirlo a un voltaje real y sacar la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados, por lo tanto, -42 dBV se convierte en 7,94 mV RMS y -58 dBV se convierte en 1,26 mV RMS. Ahora eleva al cuadrado y súmalos, luego saca la raíz cuadrada para obtener 8.04 mV RMS.

Convierta esto de nuevo a dBV para obtener -41,9 dBV, es decir, prácticamente no hay diferencia entre usar el segundo armónico solo (-42 dBV) pero, solo para que conste, la diferencia es de 26,9 dB o una relación de 22,1 o alrededor de 4,52% THD.

En conclusión, a menos que tenga una razón de peso para ir más alto, simplemente aproximaría el THD a la relación entre el segundo armónico y el fundamental.

Con respecto al "análisis de estabilidad", no estoy seguro de lo que necesita para demostrar.

Gracias. si el margen de fase es lo suficientemente bueno, verifique la respuesta de frecuencia. También me gustaría escuchar sus sugerencias sobre mi trabajo anterior.
El margen de fase de 60 grados es bueno. Bastante normal para los amplificadores operacionales estándar.
Gracias, ¿alguna sugerencia para mejorar mi trabajo?
No es un área en la que tenga habilidades: ¡uso amplificadores operacionales y no los diseño!
Distorsión armónica en opamp subumbral de 2 etapas
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