許多傳感器信號(hào)放大器處理極小輸入信號(hào)的調(diào)理。它們的高信號(hào)增益要求信號(hào)路徑具有極低的失調(diào)電壓、隨時(shí)間和溫度變化的低失調(diào)電壓漂移以及高增益精度。為了用標(biāo)準(zhǔn)線性元件滿足這些要求，需要系統(tǒng)級(jí)自動(dòng)校準(zhǔn)和多級(jí)放大器。然而，這使得硬件和軟件設(shè)計(jì)變得復(fù)雜，增加了設(shè)計(jì)成本，并且減慢了新產(chǎn)品的上市時(shí)間。

下載：*附件：自穩(wěn)零放大器：高增益?zhèn)鞲衅餍盘?hào)放大器的理想選擇.pdf
另一種方法是使用具有低失調(diào)和漂移以及高開(kāi)環(huán)增益(AoL)的元件來(lái)實(shí)現(xiàn)高增益精度。迄今為止，AoL最高、失調(diào)和漂移最低的放大器是自穩(wěn)零放大器，如Renesas ISL28134。該放大器通過(guò)片內(nèi)實(shí)現(xiàn)的連續(xù)運(yùn)行校準(zhǔn)機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)高DC精度。ISL28134的典型值為0.2uV輸入失調(diào)和0.5 NV/°C失調(diào)漂移/溫度漂移，甚至可以滿足DC精度的最高要求。
本技術(shù)簡(jiǎn)介解釋了自穩(wěn)零校準(zhǔn)技術(shù)，并將ISL28134的噪聲頻譜與標(biāo)準(zhǔn)CMOS運(yùn)算放大器的噪聲頻譜進(jìn)行了比較。本技術(shù)簡(jiǎn)介以四個(gè)應(yīng)用示例說(shuō)明ISL28134在DC和寬帶交流應(yīng)用中作為熱電偶放大器和校準(zhǔn)放大器的用途。
圖1顯示了自穩(wěn)零放大器的原理結(jié)構(gòu)。這里，寬帶主放大器(AM)由并行調(diào)零放大器(AN)進(jìn)行失調(diào)校正。整個(gè)放大器的失調(diào)校正發(fā)生在自穩(wěn)零時(shí)鐘頻率(fAz)的一個(gè)周期內(nèi)，分為兩種工作模式:自穩(wěn)零階段和放大階段。

產(chǎn)生fAz的振蕩器(OSC)通過(guò)將兩個(gè)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)至位置1來(lái)啟動(dòng)自穩(wěn)零階段。由多個(gè)放大級(jí)組成的零點(diǎn)放大器的輸入端短接在一起，其輸出端連接到電容C1。在此配置中，測(cè)量自己的輸入失調(diào)電壓，并將其存儲(chǔ)在C1上。從數(shù)學(xué)上講，我們可以將C1的電壓表示為Vc1 = Gg(AINVosN-AzVc1 ),通過(guò)簡(jiǎn)單的重排，如等式1所示。

圖4通過(guò)展示頻域采樣的效果來(lái)描述降噪過(guò)程。輸入信號(hào)的采樣構(gòu)成調(diào)制，fAz作為載波，ViN(或fN)作為調(diào)制信號(hào)。S1和S2這兩個(gè)開(kāi)關(guān)都被M1和M2這兩個(gè)調(diào)制器所取代。圖4中的VM1(f)顯示，VIN的第一次調(diào)制導(dǎo)致fiN的邊帶位于fAz-的奇次諧波兩側(cè)