零漂移放大器原理及应用
使用零漂移放大器时会遇到哪些应用问题?
零漂移放大器是利用数字电路动态校正模拟失调误差的复合放大器。数字开关动作会造成电荷注入、时钟馈通、交调失真和过载恢复时间延长,从而可能在设计不佳的模拟电路中引起问题。时钟馈通的幅度随着闭环增益或信号源阻抗增大而增大;在输出端增加一个滤波器,或者在同相输入端使用一个低值电阻,可以减小其影响。此外,输入频率越接近斩波频率,零漂移放大器的输出纹波越大。
对频率高于内部时钟频率的信号有何影响?
频率高于自稳零频率的信号会被放大。自稳零型放大器的速度取决于增益带宽积,后者取决于主放大器,而不是零点校准放大器;自稳零频率指示何时开始出现开关伪像。
自稳零型与斩波型有何区别?
自稳零型通过采样校正失调,斩波型则采用调制和解调。采样会导致噪声折回基带,因此自稳零型放大器的带内噪声较大。为了抑制噪声,需要使用更大电流,因此其功耗一般较高。斩波型放大器具有与其平带噪声一致的低频噪声,但在斩波频率时会产生大量能量和谐波。可能需要进行输出滤波,因此这些放大器最适合低频应用。自稳零和斩波技术的典型噪声特性如图5所示。
图5. 各种放大器结构的典型噪声与频率的关系
何时用自稳零型放大器?何时用斩波型放大器?
斩波型放大器适合低功耗、低频应用(100 Hz),自稳零型放大器则更适合宽带应用。AD8628集自稳零和斩波两种技术于一体,堪称要求低噪声、无开关毛刺、宽带宽应用的理想之选。表1列出一些设计的利弊因素。
表1
自稳零型 | 斩波稳定型 | 斩波稳定型 + 自稳零型 |
极低失调TCVOS | 极低失调TCVOS | 极低失调TCVOS |
采样保持 | 调制/解调 | 采样保持、调制/解调 |
混叠导致低频噪声较高 | 类似于平带噪声(无混叠) | 随频率分布的组合噪声 |
功耗较高 | 功耗较低 | 功耗较高 |
宽带宽 | 窄带宽 | 带宽最宽 |
纹波最小 | 纹波最大 | 纹波水平低于斩波型 |
在自稳零频率上的能量很小 | 在斩波频率上能量很大 | 在自稳零频率上的能量很小 |
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