超低噪声运算放大器结合了斩波器和双极性运算放大器

KOKOKO123 2023-02-08 1203

模拟技术

2431人已加入

描述

斩波运算放大器技术不断改进。具有内部采样和保持电容器的现代单通道、双通道和四通道低噪声斩波器运放（LTC1050/51/53）与业界标准的运放插座兼容。

斩波运算放大器主要用于放大小直流信号，这些应用需要出色的VOS、VOS漂移、低偏置电流和低噪声。斩波运算放大器出色的VOS性能是众所周知的。然而，与精密双极性运算放大器相比，它们的低频噪声至少高出一个数量级。适用于需要超低电压的应用操作系统漂移和超低噪声，双极性和斩波器运算放大器都不是最佳选择。图1051 显示了一个电路，该电路将双通道斩波器 LTC1007 的卓越 DC 性能与精准双极性运放 LT1 的超低噪声电压相结合。例如，该复合运算放大器可用作应变放大器。LTC1051 双通道斩波运放的一半 LTC1051 集成了小的 LT1007 输入失调电压，并通过分压器（R8、R2）在其引脚 3 上施加一个 DC 校正电压。LTC1051 的另一半用于缓冲 VOS 调零电路，从而消除了输入 A 上的负载。电阻器 R1、R2、R3 允许积分器实现全输出摆幅，确保 V操作系统LT1007 的校正。R3与R2的比值尽可能高，以限制斩波器向双极性运算放大器引脚8注入的噪声。总测量输入 V操作系统为2μV，漂移为10nV/°C。

电容器

图1.结合低 V操作系统和 V操作系统双通道斩波器 LTC1051 的漂移与精准 LT1007 双极性运放的低噪声。

噪声测量

双极性运算放大器数据手册通常规定在10秒（或“10秒窗口”）内测量的0.1Hz-10Hz峰峰值噪声。峰峰值噪声是在10秒间隔内发生的最高正噪声尖峰与最低负噪声尖峰之差。当使用斩波运算放大器时，对从直流到10Hz测量的噪声进行10秒窗口测试是非常诱人的。事实上，LTC1051 以 2.5kHz 的速率将其 VOS 归零，因此可以合理地假设其噪声频谱密度在 0.1Hz 以下继续保持“平坦”。实验证明这一假设非常有效，因为0.1Hz至10Hz峰峰值噪声主导了DC至0.1Hz噪声。然而，对于图1所示的复合运算放大器，假设可能不正确。LT0 的 1.10Hz 至 1007Hz 噪声至少比 LTC1051 噪声低一个数量级。假设只有一小部分 LTC1051 噪声被注入 LT1007 失调引脚，那么大多数 10 秒窗口应显示出出色的噪声结果。图 2 显示了这种情况。请注意，对于DC-1Hz和DC-10Hz带宽，峰峰值噪声为100nV！！因此，任何额外的噪声都应该由V的超低频“搜寻”贡献。操作系统调整电路，积分器回路。图3显示了10分钟内记录的噪声。同样，结果令人印象深刻。直流至10Hz峰峰值噪声与直流至1Hz峰峰值噪声大致相同。0.2μVP-P与在相同条件下测得的LTC7 DC至9Hz噪声相比，记录的噪声改善了1051至10倍，与等效DC至2Hz噪声相比改善了5.1倍。电路的导通建立时间为16秒。一旦积分器捕获了 Vos，电路的响应时间与普通放大器没有区别。图1所示电路应与源电阻小于1kΩ一起使用，以保持噪声性能。

电容器

图2.记录复合运算放大器在1秒窗口内的峰峰值噪声，如图10所示。

电容器

图3.记录复合运算放大器在1分钟窗口内的峰峰值噪声，如图10所示。

审核编辑：郭婷

打开APP阅读更多精彩内容