关于大信号增益与小信号增益区别

小弟目前在做一开环的采样保持电路，输入信号幅度为800mV，需要设计一个增益为1的运放作为buffer，可是设计出来后AC仿真发现小信号增益为-14dB，可是输出信号幅度为800mV，按说增益应该为1。让我弄不明白的是，此时的增益应该怎么算呢?共模电平为1.2V，信号的幅度变化很大。求前辈指教！

仿真方法不太对吧。小信号增益的前提的偏置点基本不变，仿小信号增益的时候按你的幅度，偏置应该跑了，那么这已经不是小信号的问题了，小信号增益就没什么意义了。个人意见。

谢谢你的回复，我也这么觉得，但是这个时候应该怎么仿真呢?幅度变化这么大，计算共模增益吗

任意运放接成单位反馈就是增益为1的buffer啊。你的-14dB是怎么设计出来的?

闭环很容易设计，可是我这个要求是在开环的情况下增益为1。我就是通过比较输入输出，调节输入管gm和负载，在确定增益为1的时候仿真AC，发现Av是-14dB。

  开环增益为1的话那只有用源极跟随器么。

要求将输入共模电平抬高。必须用运放做

   以前大家用BJT做，开环gain很容易控制。input gm loaded with another diode-connected，same current，therefore same gm， gain = 1.

   呃。这个要求有点奇葩。能解释下为什么?另外你时域仿真是1倍应该就是1倍了，是不是交流仿真和瞬态仿真时的工作点设置变了?仔细检查下看?   话说你用源极跟随接成差分输入貌似也可以抬高共模电平的。我没搭过，你可以试试。

可以尝试时域仿真，比较输入输出电压，如果一样的话，就等于增益为1了

可惜我的是CMOS工艺，学习了。

   后面就给预放大器了，老师们结构都定了，所以共模电平得适合后面，还要保持75dB以上的线性度。   时域仿真确实增益为1了，可是现在苦恼的是这个增益应该如何算，输入管的工作点变化很大。似乎不应该算小信号增益了，算共模增益吗?

   差分放大你算共模增益。开玩笑么?囧。你只是为了个移个电平不是么?两个输入端各接一个源极跟随器，这是改变电平位置的常用方法。估计你从你导师那里的理解有偏差。还有你的增益为1的运放，我很好奇你是怎么做的?有电路图么?

在拉扎维光通信的书上我记得写过小信号是大信号的保守估计，但是怎么理解这个保守我也有点分不清楚

   就是这个问题。先前我说的共模增益不对，其实我想说的是 大摆幅的差分增益应该怎么算呢?憋了好几天，终于想出来怎么表述这个问题了。一般运放工作在反馈当中，可以通过虚短虚断来计算输入输出。可是如果增益不是很大，比如固定增益为1的开环运放怎么计算呢?同时又要满足线性度，这在高速的采保电路里面很常见。0.18的CMOS工艺,采样率超过GSps，就不能采用闭环了。输出又必须低阻，以满足带宽要求。
我现在其实已经调出来了，结构很怪异。电路图老师不会让上的，涉及到老师正在做的东西。他经常来论坛。但应该不妨碍讨论上面那个问题。
求各位前辈多多指教！

虚短虚段是在增益接近无穷大的时候的近似。增益比较小的时候可以用反馈网络自己算出来。

    这个我知道，问题是没有反馈网络的时候怎么算呢?完全开环，没有全局反馈，只通过引入源极负反馈和其他线性化技术来稳定增益，使得在较宽的输入差分范围内能保证增益稳定，也就是保证线性度。这个时候的增益，怎么计算，输出电阻怎么决定呢。

   没有反馈就是输入的差分信号乘以倍率啊。

我有些无奈了。就是想问所谓的倍率应该怎样来计算?

   =。=倍率就是开环增益。

   你可以先仿小摆幅的信号，比如输入Vpp=20mV，f=100kHz，看输出正弦波的中间电位和摆幅。输出的摆幅/输入的摆幅就是增益。中间电位就是共模电平。

   感谢您耐心的讲解，这个我也是这么做的。
   我想明白了，gm不是固定的，我弄错了这一点了。输出电压两段都有vin，需要进一步求解，而不是直接拿输入信号的共模电平放在那里直接算gm。

   好吧，我实在是想象不出你设计的放大器。所以只能模糊的给些意见。另外建议你查看下输入信号最高点位和最低点位时各mos管的状态，如果有不在饱和区的话就要注意了。你的放大是非线性的。

应该具体情况具体分析，具体情况不明，解决办法，想了也不见得靠谱。
自己算算吧，差分对的开环增益应该可以估算出来的，前提是你的电路要吃得下800mVdiffpp（假设你讲的是差分峰峰值）。如果不用特殊结构，可能就得增大源端等效差分电阻了，而你的带宽似乎要求挺高（对于~Gsps）输出负载电阻不能太大，增益还不想太小，所以只能多烧电流了。

不知有没有参考价值。

-3dB 带宽要3G，确实很烧电流，能讲一下你是怎样估算开环增益的吗?
源端确实得大电阻，但是可以通过降低漏端电阻来降低输出电阻。

对于共源放大级，如果gm足够大，且忽略电容，电压增益也就近似于RD/RS了。如有电容，把R用Z替代即可。gm不够大，则需要把gm的影响也包括进去。

   多些指教！
   我计算了一下，确实这么计算。   结构虽然很奇怪！但简化到最后就类似于Rd/Rs的表达式。引入的内部反馈都是为了提高共源共栅结构的线性度。

   学习了

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