自动调零放大器在应变测试仪中的应用

本文介绍了自动稳零精密仪表放大器AD8230的基本工作原理、使用要点及自动稳零技术,给出了一种以该芯片为核心的低噪声、高增益精密应变测试仪的电路设计。     

一种用于自稳零放大器的伪随机信号发生器

提出了一种用于自稳零运算放大器的伪随机信号发生器电路.该电路结合了线性反馈移位寄存器和多级计数器,实现了输出信号的频率在一定范围内随机变化的功能.利用7级线性反馈移位寄存器生成的7位伪随机码对多级计数器进行置位,计数器以置位后的状态开始计数.当计数器计满时,输出信号跳变一次.同时,线性反馈移位寄存器生成新的伪随机码对计数器电路进行重新置位,计数器再重新计数.最终产生频率在一定范围内随机变化的输出信号.该输出信号作为自稳零放大器失调校准电路的开关时序信号,使自稳零运放的失调电压校准电路（开关电容结构）的开关动作具有随机化特征,产生的开关毛刺类似随机噪声,改善了自稳零放大器失调电压的校准效果.该伪随机信号发生器电路采用0.5μm CMOS工艺实现.仿真结果表明,该信号发生器电路实现产生的输出信号的频率在2 kHz到4 kHz范围内随机变化.将其用于自稳零运算放大器的失调电压校准中,自稳零运放输出信号中的谐波显著降低.     

自稳零运算放大器TC 901

<正> TC900系列是无需外接电容器的单片CMOS自稳零运算放大器,TC901是该系列中的一种新产品。与其它自稳零运算放大器相比,TC901允许使用更高的工作电压(双电源时为±15V,单电源时为32V),而且降低了静态电流(典型值为450μA)及噪声(在10Hz带宽时典型值为5μV_(p-p))。另外,它的失调电压小(典型值为7μV),从饱和状态快速恢复无需使用外部箝位电路。由于不需外接电容器,使电路增加了可靠性并降低了成本。 TC901是一种8脚器件,有两种封装形式,即塑料     

一种基于0.6μm BCD工艺的40V高压输出自稳零运算放大器北大核心

设计实现了一种基于0.6μm BCD工艺的40 V高压输出自稳零运算放大器。该运算放大器采用了时间交织自稳零结构，实现了对输入失调电压的连续校准，同时使用40 V耐压PDMOS管和NDMOS管，实现了ClassAB结构的高压输出。运算放大器的输入级和自稳零校准电路采用0.6μm普通MOS管实现，均工作在5 V电源电压下；放大级和输出级中部分晶体管采用非对称结构的40 V DMOS管，实现了高压输出。整体电路中只有DMOS管的漏源电压承受40 V的耐压，其余MOS管的各端电压均在正常的工作范围内，没有耐压超限风险。前仿真结果表明，该运算放大器在5 V和40 V双电源电压下工作正常，输入失调电压为0.78μV,输出电压范围为3.0～37.7 V,等效直流增益为142.7 dB,单位增益带宽为1.9 MHz,共模抑制比为154.8 dB,40 V电源抑制比为152.3 dB,5 V电源抑制比为134.9 dB。     

采用TLC2652的高精度放大器

本文介绍TLC2652高精度斩波稳零运算放大器的实用电路,并结合实际,给出了一些电路的应用技巧。     

一种伪随机开关动作的自稳零运算放大器

设计实现了一种低失调、高增益的轨到轨运算放大器(运放),整体电路主要包含带隙基准、环形振荡器、伪随机信号发生器、主运放以及调零辅助运放。采用时间交织结构的自稳零技术降低了运放的输入失调电压,通过主运放与辅助运放增益相叠加的方式获得高增益。为了改善自稳零运放开关动作所引起的互调失真现象,设计了一种伪随机信号发生器,用于控制自稳零运放的开关动作,以一种非固定周期的伪随机时序信号代替传统的周期性时序信号,避免了由MOS开关管周期性动作引入的二次谐波甚至多次谐波,改善了运放的调零效果,消除了输出信号中的互调失真。基于0.5 μm CMOS工艺完成了整体电路的设计与流片,电路仿真与芯片实测数据均达到较好效果。在电源电压5 V,环境温度25 ℃条件下,实测输入失调电压为0.6 μV,输入偏置电流小于10 pA,开环增益为140.8 dB,共模抑制比为138.4 dB,电源抑制比为142.9 dB,该电路可用于高精度信号采集和调理。     

一种传感器微弱信号放大电路的设计

对声频特别是次声频微弱信号放大的主要难点进行了分析,并提出一些解决办法.重点介绍斩波稳零运算放大器的基本原理及主要技术特性.同时,介绍了一种典型的实用电路的设计,并给出了该电路在应用时的一些注意事项.     

一种CMOS智能温度传感器前端电路的设计

设计了一种CMOS智能温度传感器的前端电路,包括温度检测电路、基准电流源和自稳零放大器。通过分析垂直衬底PNP晶体管的非理想特性,提出了相应的减小温度检测误差的方法;设计了一个对电源电压和温度变化不敏感的基准电流源,为温度检测器件提供精确的偏置电流;通过自稳零放大器对检测到的微弱电压信号进行放大。整个电路基于上华0.6μm CMOS工艺实现,采用Hspice工具进行仿真。仿真结果表明,该电路检测温度范围从-55℃到125℃,检测精度在1℃以内。     

TC9XX系列第二代斩波自动稳零运算放大器

ＴＣ９ＸＸ系列是美国Ｔｅｌｃｏｍ公司精主研制的第二代斩波自动稳零运算放大器，其高增益，低失调等优越性能尤其适用于电子测量系统。本文侧重介绍的结构原理，主要性能，使用注意事项和典型应用。     

二极管非制冷红外探测器及其读出电路设计

针对非制冷红外技术的低成本高性能应用,提出了基于SOI的二极管红外探测器及其读出电路的集成设计方案。阐述了二极管非制冷红外探测器的基本原理和工艺实现。对探测器的电学特性进行理论推导,得出读出电路的设计指标。采用连续时间自稳零电路结构实现探测器输出信号的低噪声低失调放大,采用级联滤波器以减弱开关非理想因素的影响,并采用片内电容采样保持,使得I/O引脚数较少,从而减小版图面积。采用spectre工具进行仿真,在CSMC 0.5 m 2P3M CMOS工艺下实现。结果表明:读出电路性能良好,闭环增益为65.8 dB,等效输入噪声谱密度为450 nV/Hz,等效输入失调电压100 V以内,功耗为5 mW,能实现探测器信号的准确读出。     

运算放大器电路的噪声分析和设计

简要介绍了运算放大器电路包含的噪声类型。运用标准的电路理论和噪声模型,计算运算放大器电路的噪声。结合反相、同相和差分输入的运算放大器电路分析举例,讨论了推算运算放大器电路噪声的方法。最后,给设计人员提供了有关噪声设计的建议和方法。     

基于光电倍增管的低噪声前置放大器的设计及其信号处理

利用低噪声前置运算放大器把光电倍增管的输出信号尽可能无噪声的放大。从运放的选择,多级放大电路的设计要点,放大电路的噪声估算,PCB板布局连线和屏蔽等方面,提出了实用化的带宽达10 MHz的电路设计形式,以及注意事项及其信号调理方法。仿真结果显示了所设计电路的信号放大情况,此电路设计形式可以很好的放大并处理光电倍增管的输出信号。     

Noise sources and calculation techniques for switched capacitor filters

The noise response of switched capacitor networks (SCNs) is reviewed with emphasis on simplifying approximations suitable for SPICE noise simulation. The techniques developed cover all op-amp noise sources, as well as capacitor switching noise. The close agreement between predicted and measured noise responses for several monolithic SCNs bears out the validity of these simulation techniques.     

基于SIMULINK的开关型Σ-Δ调制器行为级建模

为精确反映多种非理想因素对开关型Σ-Δ调制器的影响,提高其在SIMULINK仿真器下的仿真精度,针对 SIMULINK的行为级建模提出一种新的积分器模型. 主要的改进之处包括：在运放模块中引入了有关直流增益非线性及信号建立过程非理想性的考虑,在开关模块中引入了电荷注入效应和导通阻抗的信号相关性影响,并将噪声模型作为独立模块引入系统. 应用该模型进行SIMULINK仿真,并与TSMC 0.35μm混合信号工艺下SPICE仿真结果进行比较验证.结果表明,所提出的模型成功地反映了上述因素对电路的重要影响,模型的应用提高了SIMULINK的仿真精度.     

基于斩波技术的CMOS运算放大器失调电压的消除设计

实现传感器系统的高分辨率,要求其内部运算放大器具有低失调电压和低噪声的性能,为此介绍了一种可减少运算放大器的失调电压和低频噪声的斩波技术,并基于该技术进行温度传感器中CMOS运算放大电路失调电压的消除设计,最后通过SPICE仿真分析来权衡电路各参数的设定。     

基于SIMULINK的开关型∑-△调制器行为级建模

为精确反映多种非理想因素对开关型∑-△调制器的影响,提高其在SIMULINK仿真器下的仿真精度,针对SIMULINK的行为级建模提出一种新的积分器模型.主要的改进之处包括:在运放模块中引入了有关直流增益非线性及信号建立过程非理想性的考虑,在开关模块中引入了电荷注入效应和导通阻抗的信号相关性影响,并将噪声模型作为独立模块引入系统.应用该模型进行SIMULINK仿真,并与TSMC 0.35μm混合信号工艺下SPICE仿真结果进行比较验证.结果表明,所提出的模型成功地反映了上述因素对电路的重要影响,模型的应用提高了SIMULINK的仿真精度.     

基于Multisim的4种典型功放电路仿真研究

为了准确直观的理解4种典型功率放大电路的电路特性,文中研究了基于Multisim的功率放大电路的仿真测试。首先介绍了Multisim软件常用的分析方法。其次通过Multisim平台建立了4种功放电路的仿真模型,对其进行了瞬态分析和傅里叶分析。仿真结果表明,在基本型功放电路前端串接运算放大器可以提高电路稳定性,减小电路的交越失真。     

Full Model and Characterization of Noise in Operational Amplifier

In this paper, we propose a method to fully characterize noise in operational amplifiers (op-amps). The method allows the extraction not only of the spectra of the equivalent input current noise (EICN) and equivalent input voltage noise generators but also of their cross-correlation coefficients, which are routinely discarded in noise analysis of op-amps. The method is applied to extract all noise parameters of the low-noise bipolar-input op-amp OP27 and is validated through noise measurements in a test circuit. A key finding is that neglecting the cross-correlation coefficient between the two EICN generators can lead to severe errors in noise analysis.      

Simulation and modelling: macromodeling of operational amplifiers

In this issue we feature a contribution from the University of Idaho's Electrical Engineering Department. Professor Kenneth Noren and graduate student Ahmad Tarakji describe a systematic approach to macromodelling of operational amplifiers. Even though op-amp macromodels have been around since the early 1980's, there is still room for improvement and refinement of techniques for modeling op-amps. The proposed methodology is quite general and can be used to generate amplifier models with varying degrees of complexity, ranging from the simple ideal op-amp model, to complex and complete models for the off-the-shelf components. A macromodel is an electrical equivalent circuit for an IC or circuit for use in computer simulations     

Analysis of op-amp phase margin impact on SC ΣΔ modulator performance

The impact of operational amplifier (op-amp) phase margin on switched-capacitor (SC) sigma-delta modulator (ΣΔΜ) performance is investigated in this paper. An ad-hoc integrator settling model is developed and verified by circuit simulations performed in a commercial 0.35 μm CMOS technology. The model allows the effect of op-amp phase margin to be taken into account in ΣΔΜ behavioural analysis. Behavioural simulations of a typical single-bit second-order modulator are presented, as an example. As shown, the proposed analysis allows well-found specifications for the op-amp unity-gain frequency, slew rate and phase margin to be defined since the preliminary behavioural simulation phase.