运算放大器的一个最重要的目标便是它的输入失调电压。对很多运放能够疏忽这个电压,但问题是:失调电压会跟着温度、闪耀噪声和长时间漂移而改动。斩波与主动调零技能现已呈现多年,它们能够将输入失调电压减小到微伏以下。这种技能的精度非常好,甚至会让其它细小影响占有差错的首要位置,如铜焊盘的热偶节点,直到它们也被逐个战胜。本规划实例介绍了一种新式斩波技能。“噪声增益的斩波”是一种实时丈量失调电压的简略办法,这样就能够将其减除,然后进步DC精度。
图1是一个搭成反相10倍增益结构的LTC6240HV运放,也包括了它的一些相应标准。一切输入失调电压都在输出端表明为11倍增益(称为“噪声增益”)的输出差错。任何下流电路或输出电压的观测者都无法将所需输出信号与输出差错差异开来。
图2表明了噪声增益的斩波办法。S1用于顺便分流电阻R3的进出切换,然后在不影响信号增益或带宽时改动噪声增益。通常情况下带宽会有些下降,但不管开关处于闭合或翻开状况,带宽极限都由C1决议。现在向输出端施加一个小方波,其起伏等于现有的DC差错。能够用一个一般的斩波器解调出差错,也能够在一个现代的ADC体系顶用软件减掉它。
图2电路更像一个输入一起衔接和断接的简略求和放大器。这个意义上,它更像一个真实的斩波放大器。但此刻,被斩波的输入电压是放大器的失调电压,而不是输入信号。假如没有必要为什么要断开输入信号呢?别的也不存在接连斩波的要求,只需在有失调丈量需求时用它即可。
留意,尽管本规划实例给出了易于了解的反相比如,但S1运用一种好的模仿开关时,也适用于非反相的办法。别的与一切采样体系相同,大于等于时钟速率的频率都会潜入基带中,因而要在斩波前将其滤掉。最终,本办法并不会批改偏置或走漏电流导致的差错。
开关S1翻开和封闭,进步噪声增益,并替换地以11和22的噪声增益使输入差错呈现在输出端。得到的方波是一个简单测 量的“11差错”,这样就能够从输出上将其减掉。这种技巧相似于一般的斩波放大器,不同之处是斩波对象是差错,而不是信号。
图3是图2电路的输出波形,输入电压为0V(接地)。上方的曲线是“S”,它是以750Hz加在S1上的操控信号。下方曲线是在1mV、2mV之间替换的输出差错,表明90mV的运放失调。输出端“看到”的是输出失调噪声增益加倍的成果。两个噪声增益的差为11,这个差值表明S1所形成的方波波幅,它与输入电压无关。
图4与图3相似,但被缩小,输入电压为2mV峰峰值的慢速正弦波,即输出为20mV峰峰值。图3的1mV方波叠加在慢速的输出信号上,而且依然包括实时的DC过错信息。只需看看输出就能够辨别出信号的实践值低于丈量值1mV。
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