零漂移放大器的原理和應(yīng)用案例分析

零漂移放大器為設(shè)計師提供了很多好處：

首先，溫漂和 1/f 噪聲在系統(tǒng)中始終起著干擾作用，很難以其它方式消除；

其次，相對于標(biāo)準(zhǔn)的放大器，零漂移放大器具有較高的開環(huán)增益、電源抑制比和共模抑制比，另外，在相同的配置下，其總輸出誤差低于采用標(biāo)準(zhǔn)精密放大器的輸出誤差。

零漂移放大器適合哪些應(yīng)用？

零漂移放大器適用于預(yù)期設(shè)計壽命 10 年以上的系統(tǒng)，以及使用高閉環(huán)增益 (>100) 和低頻 (<100 Hz)、低幅度信號的信號鏈。應(yīng)用示例包括精密電子秤、醫(yī)療儀器、精密計量設(shè)備和紅外/電橋/熱電堆傳感器接口。

自穩(wěn)零型放大器的工作原理

自穩(wěn)零型放大器，如AD8538、AD8638、AD8551 和 AD8571系列，通常分兩個時鐘階段校正輸入失調(diào)。在時鐘階段A中，開關(guān)φA 閉合，開關(guān) φB 斷開，如圖 1 所示。指零放大器的失調(diào)電壓經(jīng)過測量后，儲存在電容 CM1上。圖1. 自穩(wěn)零型放大器的階段A：零點校準(zhǔn)階段

在時鐘階段 B 中，開關(guān)φB 閉合，開關(guān)φA 斷開，如圖 2 所示。主放大器的失調(diào)電壓經(jīng)過測量后，儲存在電容CM2上，同時，儲存在電容CM1中的電壓調(diào)節(jié)指零放大器的失調(diào)。進而，在處理輸入信號時將總失調(diào)電壓施加到主放大器上。圖 2. 自穩(wěn)零型放大器的階段 B：自穩(wěn)零階段

采樣保持功能會將自穩(wěn)零型放大器變?yōu)椴蓸訑?shù)據(jù)系統(tǒng)，使其容易發(fā)生混疊和折回效應(yīng)。

低頻時，噪聲變化緩慢，因此兩個連續(xù)噪聲采樣相減可實現(xiàn)真正的抵消。

高頻時，這種相關(guān)性減弱，相減誤差導(dǎo)致寬帶成分折回基帶。

因此，自穩(wěn)零型放大器的帶內(nèi)噪聲高于標(biāo)準(zhǔn)運算放大器。為了減少低頻噪聲，必須提高采樣頻率，但這會引入額外的電荷注入。信號路徑僅包括主放大器，因而可以獲得相對較大的單位增益帶寬。