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深度解析低噪声增益可选放大器

大乐透开奖 www.fncg5.cn 发布时间:2018-07-13 责任编辑:lina

【导读】数据采集、传感器信号调理以及输入信号变化范围较大的其他应用,会要求采用增益可选放大器。传统的增益可选放大器在反馈环路中,是用开关将电阻连接至反相输入,不过开关电阻会降低放大器的噪声性能,增加了反相输入上的电容,且提高了非线性增益误差。在使用低噪声放大器时,噪声和电容的增加,非线性增益误差,所有这些都会影响精密应用的准确性。
  
数据采集、传感器信号调理以及输入信号变化范围较大的其他应用,会要求采用增益可选放大器。传统的增益可选放大器在反馈环路中,是用开关将电阻连接至反相输入,不过开关电阻会降低放大器的噪声性能,增加了反相输入上的电容,且提高了非线性增益误差。在使用低噪声放大器时,噪声和电容的增加,非线性增益误差,所有这些都会影响精密应用的准确性。
 
 
图 1. 利用 ADA4896-2 和 ADG633 构建低噪声增益可选放大器来驱动低阻负载
 
图 1 所示增益可选放大器采用了一种创新的开关技术,可以保持 ADA4896-2 的 1 nV/√Hz噪声性能,同时降低非线性增益误差。利用这种技术,用户可以选择电容最小的开关来使电路的带宽最大化。
 
通过 ADG633 三路SPDT CMOS开关实现的开关采用以下配置:S1A和S2A同时开启,或者,S1B和S2B同时开启??豐1 连接至反馈电阻的输出端,开关S2 在V1 或者V2 进行采样,在这部分点开关电阻不影响增益。这样能够降低增益误差,同时保证噪声性能不变。在所示值下,第一级放大器增益为 4V/V(“A”开关开启)或 2 V/V(“B”开关开启)??卦鲆娴氖靠赏ü黾涌丶右岳┱?,也可通过多路复用器(如 4:1 ADG659 或 8:1 ADG658)进行扩展。
 
请注意,输出缓冲器流过 S2 采样开关的非线性导通电阻的输入偏置电流将产生失调。为了补偿该失调,须将未使用的开关(S3B)置于输出缓冲器的反馈路径中。
 
另外,输入放大器的偏置电流会导致因增益而异的失调。由于输入放大器和输出缓冲器采用同一芯片,因此可以利用其偏置电流的相对匹配性来消除上述失调变化。将一个大小等于 RF2与 RF1之差值的电阻与开关 S2A 串联,可以减少失调-电压差。下面的推导公式说明,在 V1 采样可产生所需的信号增益,且无增益误差。RS表示开关电阻。V2 可以利用同样的方法导出。
 
 
将方程 1 代入方程 2 可得,
 

 
注意,如果 VO1产生所需的信号增益且无增益误差,则缓冲输出 VO2也无增益误差。图 2 所示为电路在 VO2处的归一化频率响应。
 
图 2. VO2/VIN的频率响应


 
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