深度解析低噪聲增益可選放大器
發布時間:2018-07-13 責任編輯:lina
【導讀】數據采集、傳感器信號調理以及輸入信號變化範圍較大的其他應用,會要求采用增益可選放大器。傳統的增益可選放大器在反饋環路中,是用開關jiangdianzulianjiezhifanxiangshuru,buguokaiguandianzuhuijiangdifangdaqidezaoshengxingneng,zengjialefanxiangshurushangdedianrong,qietigaolefeixianxingzengyiwucha。zaishiyongdizaoshengfangdaqishi,zaoshenghedianrongdezengjia,feixianxingzengyiwucha,suoyouzhexiedouhuiyingxiangjingmiyingyongdezhunquexing。
數據采集、chuanganqixinhaotiaoliyijishuruxinhaobianhuafanweijiaodadeqitayingyong,huiyaoqiucaiyongzengyikexuanfangdaqi。chuantongdezengyikexuanfangdaqizaifankuihuanluzhong,shiyongkaiguanjiangdianzulianjiezhifanxiangshuru,buguokaiguandianzuhuijiangdifangdaqidezaoshengxingneng,zengjialefanxiangshurushangdedianrong,qietigaolefeixianxingzengyiwucha。zaishiyongdizaoshengfangdaqishi,zaoshenghedianrongdezengjia,feixianxingzengyiwucha,suoyouzhexiedouhuiyingxiangjingmiyingyongdezhunquexing。

圖 1. 利用 ADA4896-2 和 ADG633 構建低噪聲增益可選放大器來驅動低阻負載
圖 1 所示增益可選放大器采用了一種創新的開關技術,可以保持 ADA4896-2 的 1 nV/√Hz噪聲性能,同時降低非線性增益誤差。利用這種技術,用戶可以選擇電容最小的開關來使電路的帶寬最大化。
通過 ADG633 三路SPDT CMOS開關實現的開關采用以下配置:S1A和S2A同時開啟,或者,S1B和S2B同時開啟。開關S1 連接至反饋電阻的輸出端,開關S2 在V1 或者V2 進行采樣,在這部分點開關電阻不影響增益。這樣能夠降低增益誤差,同時保證噪聲性能不變。在所示值下,第一級放大器增益為 4V/V(“A”開關開啟)或 2 V/V(“B”開關開啟)。開關增益的數量可通過增加開關加以擴展,也可通過多路複用器(如 4:1 ADG659 或 8:1 ADG658)進行擴展。
請注意,輸出緩衝器流過 S2 采樣開關的非線性導通電阻的輸入偏置電流將產生失調。為了補償該失調,須將未使用的開關(S3B)置於輸出緩衝器的反饋路徑中。
lingwai,shurufangdaqidepianzhidianliuhuidaozhiyinzengyieryideshitiao。youyushurufangdaqiheshuchuhuanchongqicaiyongtongyixinpian,yincikeyiliyongqipianzhidianliudexiangduipipeixinglaixiaochushangshushitiaobianhua。jiangyigedaxiaodengyu RF2與 RF1之差值的電阻與開關 S2A 串聯,可以減少失調-電壓差。下麵的推導公式說明,在 V1 采樣可產生所需的信號增益,且無增益誤差。RS表示開關電阻。V2 可以利用同樣的方法導出。

將方程 1 代入方程 2 可得,

注意,如果 VO1產生所需的信號增益且無增益誤差,則緩衝輸出 VO2也無增益誤差。圖 2 所示為電路在 VO2處的歸一化頻率響應。

圖 2. VO2/VIN的頻率響應
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