运算放大器重要的规格之一是其输入失调电压。您可以在许多运算放大器上消除此电压,但确定输入失调电压的问题在于失调电压会随温度、闪烁噪声和长期漂移而变化。斩波和自动调零技术已经存在多年,可将可实现的输入失调降低到微伏或更低。精度如此之高,以至于其他微小的影响(例如铜焊热电偶结点)主导了误差,直到您付出一些努力,也可以克服它们。本设计理念引入了一种新型斩波。“斩波噪声增益”是一种实时测量失调电压的简单方法,以便您可以减去它并提高直流精度。
图 1 显示了 LTC6240HV 运算放大器的反相增益为 10 的配置,以及它的几个相关规格。所有输入失调都以增益 11(称为“噪声增益”)作为输出误差到达输出。任何下游电路或观察输出电压的观察者都无法区分输出误差和所需的输出信号。
图 2 显示了噪声增益斩波方法。S 1接通和断开 附加分流电阻 R 3 ,从而改变噪声增益而不影响信号增益或带宽。通常带宽会有所降低,但无论开关是打开还是关闭,C 1 都会主导带宽限制。现在,您在输出端施加一个小方波,其幅度等于当前直流误差。您可以像使用传统斩波器一样解调出误差,也可以在现代基于 ADC 的系统中用软件减去它。
图 2 中, S 1 接通或断开额外的分流电阻 R 3,从而改变噪声增益,但不影响信号增益或带宽。开关 S 1 断开和闭合,增加噪声增益,并以 11 和 22 的交替噪声增益将输入误差施加到输出。产生的方波现在表示易于测量的“11 个误差”,然后可以从输出中减去该误差。这种技术类似于传统的斩波放大器,不同之处在于,在这种情况下,您斩波的是误差而不是信号。
图 3显示了 图 2 所示电路的输出波形图,输入电压为 0V(接地)。上方的迹线为“S”,即以 750 Hz 施加到 S 1 的控制信号 。下方的迹线为输出误差,在 1 和 2 mV 之间交替变化,表示运算放大器偏移为 90 μV。输出“看到”了输出偏移噪声增益加倍的效果。两个噪声增益之间的差值为 11,该差值决定了 S 1 引起的方波的幅度,与输入电压无关。图 3 该波形图显示了图 2 中电路的输出,输入电压为 0V(接地)。顶部轨迹为“S”,即以 750 Hz 施加到 S 1 的控制信号 。底部轨迹为输出误差,在 1 和 2 mV 之间交替变化。
图 4与 图 3 类似,但缩小了,输入电压为 2mV-pp 的缓慢移动正弦波信号,即 20mV-pp 输出。图 3 中的 1mV 方波 叠加在缓慢移动的输出信号上,仍然包含实时直流误差信息。只需查看输出,就可以发现信号的真实值比测量值低 1mV。免责声明: 凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处。非本网作品均来自互联网,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。