ZHCACH5B october 2022 – march 2023 OPA2991 , TLC2654 , TLC4502 , TLE2021 , TLV2721
一些器件提供輸入失調(diào)電壓和溫漂的內(nèi)部校準(zhǔn)。此類功能稱為自動校準(zhǔn)、零溫漂、自動置零、斬波或自校準(zhǔn)?。德州儀器 (TI) 零溫漂運算放大器采用自動置零或斬波穩(wěn)定技術(shù)來實現(xiàn)。它們都具有內(nèi)部控制環(huán)路,可消除由溫度、電源電壓、輸入共?;蜉敵鲭妷鹤兓鸬妮斎胧д{(diào)電壓。因此,零溫漂放大器不僅實現(xiàn)了幾 μV 的失調(diào)電壓和數(shù)十 nV/°C 的溫漂,還實現(xiàn)了極高的 AOL、CMRR、PSRR(高于 140dB)。
如果是自動置零,則主放大器 A1 和歸零放大器 A2 各自具有相關(guān)的輸入失調(diào)電壓,分別在采樣階段存儲在 C1 和 C2 上(請參閱圖 6-4)。在自動置零階段,來自兩個電容器的電荷被轉(zhuǎn)移,從而將總失調(diào)電壓歸零。內(nèi)部高階濾波器用于更大程度地降低開關(guān)噪聲。德州儀器 (TI) 首批發(fā)布的一些自動置零運算放大器是 OPA335 和 OPA735,其最大失調(diào)電壓為 ±5μV、最大溫漂為 ±0.05μV/°C。
圖 6-5 顯示了斬波運算放大器的輸入級。該放大器是相對傳統(tǒng)的跨導(dǎo)級,具有差分輸入和差分輸出電流。斬波是在輸入和輸出的換向開關(guān)上完成的,它們同步地反轉(zhuǎn)極性??鐚?dǎo)級的失調(diào)電壓位于輸入開關(guān)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部,因此它對輸出的貢獻(xiàn)會由輸出開關(guān)定期反向。失調(diào)電壓導(dǎo)致的輸出電流會導(dǎo)致 C1 上的電壓以相同的速率上升和下降。內(nèi)部邏輯可確保相等的上升和下降時間,因此 C1 上的平均輸出電壓為零。由于差分輸入級和輸出級同時反相,因此對輸出電容器 C1 的凈效應(yīng)是同相信號和零平均失調(diào)電壓。
新一代斬波器要安靜得多,其中包含一個開關(guān)電容器濾波器,該濾波器具有多個與斬波頻率及其奇次諧波對齊的陷波。而高頻輸入信號則使用快速正向 (GM_FF) 級將斬波(直流)級全部旁路在一起(請參閱圖 6-6)。出色濾波是通過對電荷求一個完整周期的積分,然后將其電荷傳輸?shù)竭\算放大器的下一級來實現(xiàn)的。在一個完整的上/下周期上進(jìn)行積分之后,其凈值為零。在頻域中,這將生成一個 sinc(x) 或 sin(x)/x 濾波器響應(yīng),其零位與三角波的基波和所有諧波精準(zhǔn)對齊。由于 1/f(閃爍)噪聲僅是緩慢的時變失調(diào)電壓,因此斬波器幾乎可以在低頻范圍內(nèi)消除該增加的噪聲頻譜密度。斬波將基帶信號移至斬波頻率,超出輸入級的 1/f 區(qū)域。因此,斬波器低頻信號范圍的噪聲頻譜密度等于放大器寬帶頻譜噪聲的噪聲頻譜密度。