零漂移放大器:现可轻松用于高精度电路中.pdf

顾名思义，零漂移放大器是指失调电压漂移非常接近于0的放大器。它使用自稳零或斩波技术（或兼而有之），并随时间和温度连续自校正直流误差。这使得放大器能够实现μV级失调和极低的失调漂移。因此，它尤为适用于高增益和高精密性能的信号调理电路中。ADA45222某些应用可能无法在放大器输出端使用RC网络。放大器输出Amplifier A电流流过滤波器电阻,导致电压失调,引起输出误差。这种情况下,可以选择在反馈环路两端放置一个反馈电容来过滤噪声尖峰(图7(b)。图9显示的是放大器配置为增益10时,无滤波以及在开关频率下方10%处有后置滤波器或反馈滤波器情况下的输出电压噪声密度。后置滤波器配置作为低通滤波器而言,比反馈电容更为有效。Av=+10AV =+10 with Post Filter at 80 kHzAv =+10 with Feedback Filter at 80 kHzTime(1 Hs/Div)/316.的成中的输出电压糜声三10减少开关伪像的滤波器FILTN VOuT VNOUT10k100k100MFrequency(Hz)(a(b图7.带滤波器的零漂移放大器图9.开关像随滤泼而减少100Av=+1在高增益配置下使用零漂移放大器会有所帮助Ay =+1(Post Filter at 80 kHz)Ay =+1(Post Filter at 8 kHz)很多设计人员都会使用零漂移放大器,但并未在系统中观察到任何开关伪像。放大器配置可能是其中一个原因。零漂移放大器具有低漂移和大调特性,常用來在高增益(比如100到1000增益)配置中对低电平幅度传感器信号执行信号调理。在高増益配置下使用放大器的效果与在放大器端放置个低通滤波器的效果是一样的。随着增益的增加,带宽会下降。图l0显示了高增益配置如何降低开关效应。当闭环增益为100时,开关伪像在噪声曲线上几乎不可见。1 k10k100k1 M10M100MSY=#15v HiFrequency(Hz)图8.第后置滤泼器的单位增放零漂移放大器电压噪声点密度W=+1有多种方法可以减少开关伪像的影响。这些方法最终都有赖于限制放大器带宽,使其低于开关频率。使用滤波器是抑制噪声尖峰的有效方式。最简单的设计是在放大器输出端放置个电阻电容网络,形成低通滤波器(图7A)。图8显示了Av=+10零漂移放大器的电压噪声密度,后置滤波器设计为低于开关Av=+100频率10%或20%。800kH时的噪声尖峰从36nV√Hz(无后置滤波器)下降到4nVH(后置滤波器为80kHz),低10010k100k1M10M100M于放大器的低频宽带噪声水平。由于后置滤波器位于开关频Frequency(Hz)率以下20%频率处(后置滤波器为8kHz),噪声尖峰不再可图10.放大器宽随增益滚哗见,而ADA4522-2与其他任何传统放大器都别无二致。模拟对话49-07,2015年7月ADA4522-2用作零漂移放大器的优势器件之间开关频率的最大差异可达20%。ADI最新的零漂移运算放大器ADA4522-2采用专利和创新的开关伪像可在频域和时域中检测到。取决于具体应用,开关电路拓扑,可实现高开关频率,并且相比之前的产品能最大程伪像可能导致误差。度减少开关伪像。当单位增益带宽为3MHz且开关频率为800kHz和48MH时,40的增益配置便足够过滤开关伪像,无需零漂移放大器通常用于高增益配置中;此时带宽下降,因而外部低通滤波。该器件具有低大调电压漂移(22nV°C最大很多情况下开关伪像不会导致任何问题。值)、低噪声(58nV√Hz,增益配置为100)、低输入偏置减少开关伪像,从而降低输出误差量很重要。使用一个低通电流(150pA最大值)、高共模抑制和电源抑制性能,是电子滤波器(RC后置滤波器或反馈电容)以便在开关频率之前滚秤、电流检测、温度传感器前端、称重传感器和桥式传感器等降放大器带宽便可抑制伪像。精密应用以及其他大量漂移关键型应用的理想选择高开关频率可降低滤波器对于较宽、可用、且无伪像带宽的结论要求。零漂移放大器具有极低的失调电压和漂移,是要求针对低电致谢平信号进行高精度放大应用的理想选择。下文提供一些使用Emman adrados为本文撰写作出了贡献,在此表示衷心感谢。建议。所有零漂移放大器都存在一定程度的开关伪像,这通常在电压噪声密度曲线中可以检测到。f皿n不同器件的开关伪像幅度也有所不同。Vicky WongickyWongvicky.wong@analog.com是ADI公司的应用工程师,于2008年加入ADI,负责精密放大器和基准电压源产品。她拥有伊利诺伊大学香槟分校电气工程学士和硕士学位。Yoshinori kusudaYoshinori Kusuda yoshinori kusuda@ analog con是线性和精密技术部门的IC设计工程师,工作地点在加利福尼亚圣何塞市。他主要负责精密CMOS放大器和开关电容设计,分别于2002年和2004年获得东京工业大学的电气工程学士和硕士学位。模拟对话49-07,2015年7月