斩波稳零运算放大器和仪表放大器

   斩波放大器中存在的输出信号波纹也需要我们想办法去减小。斩波稳零放大器就是最佳的解决方法之一。基本的斩波稳零运算放大器的原理如图3.26所示。

DAC088S085CISQX

   基本的运放电路由两级放大器C耐和C衄组成。输出级εm1由电容CM11和 CM12进行密勒补偿。输人级Glll9形成了“高频”信号通路。Cil1.上的输出端共模电压信号由电压源ytM泷控制。

   在该电路结构中,我们需要考虑输入级C砣的偏置电压⒈)s2。当运算放大器置于一个反馈回路当中时,这一偏置电压将出现在输入端。输人端误差电压⒕d通过斩波放大器的低频高增益通路来测量和修正。该通路从斩波器C%开始,首先将输人端误差电压⒕d转换为方波信号。由于自身直流偏置‰5,感测放大器G潲产生与⒕d成比例的方波输出电流和一个直流输出电流。斩波器Ch1再将方波直流信号转回直流误差信号,同时直流偏置信号变为方波直流信号。由Clllh的偏置电压引起的方波直流信号通过积分器GtllzI滤出,同时由输入端误差电压yid引起的直流信号被积分器C】l1。的直流增益显著放大。最终的误差信号通过G胡叠加到输人放大器C记的输出电流信号中。需要注意的是,C潞和Cllls的共模输出电压分别所控制。

   现在我们已经获得了一个双通路放大器:一经过Glnz高频低增益通路和一经过CIlls、Gn1o和Gnl3的低频高增益通路。偏置信号仅能在此情况下被减小,即高增益通路比低增益通路拥有更大的增益。斩波稳零中存在的一个长久问题是在信号增益通路中有两个极点,这会导致一个二阶6dB的上移,如图3.刃所示。当电路中的反馈系数较大时(如高闭合回路增益情况下),这一现象会使得电路不稳定。上述问题可以利用本章参考文献[16,l]中提到的混合嵌套原理予以解决。比如我们可以将最终输出端与积分器Gll1。的输入端用两个混合嵌套密勒补偿电容CM31和CM⒓连接起来。