失調修正技術及應用.pdf

1、近年來隨著微電子技術的快速發(fā)展，越來越多低頻小信號處理電路應用于各電子領域，比如生物醫(yī)學領域、軍事領域、移動通信領域等。對系統(tǒng)精密控制的要求，使模擬集成電路的設計迎來了新的挑戰(zhàn)。作為模擬集成電路中的重要模塊，運算放大器也同樣面臨著強大的挑戰(zhàn)，輸入小信號很容易受其它非理想因素的影響，這些影響因素包括噪聲，直流失調電壓等，它們在輸出端產生不希望的干擾，影響輸出信號正常值。為了有效處理低頻小信號，我們很有必要采取一定的校正技術來減少運放失調大

2、小。
　　本文主要介紹了斬波技術和自動調零技術。運放分別用斬波技術和自動調零技術實現(xiàn)低噪聲，低失調。斬波放大器運用斬波原理把失調和噪聲調制到更高的頻率上，實現(xiàn)不帶外部低通濾波器的斬波運放的低失調和低噪聲。自動調零運放利用自動調零技術來減小運放的失調和低頻噪聲。文中還設計了具有失調校正的采樣保持放大器和采用自偏置單端運放結構的低失調比較器電路，分別應用于8位D/A轉換器和12位SAR A/D轉換器系統(tǒng)。
　　本文借助Caden

3、ce仿真軟件，采用ST3600 CSMC0.5um CMOS的工藝庫，對具有失調校正技術的運放進行設計和仿真。在斬波技術方面，電源電壓設定為5V，20KHz斬波頻率的斬波器，斬波器運放的失調為9.3uV;在0-50℃溫度范圍內，失調電壓溫漂20nV/℃;在低頻段（頻率1KHz以下），帶斬波技術的運放噪聲減少到一個為54.8nV/sqrt(Hz)的常數(shù)值。在自動調零技術方面，10KHz采樣頻率的自動調零放大器，25mV的外加失調電壓大小被

4、校正到只有2.17uV;在低頻段（頻率1KHz以下），低頻噪聲為122nV/sqrt(Hz)的常數(shù)值。通過與傳統(tǒng)運放的對比，具有失調修正的放大器電源抑制比(PSRR)和共模抑制比(CMRR)都比傳統(tǒng)放大器更優(yōu)異。此外，設計的采樣保持放大器，12mV的外加失調電壓被有效校正到976uV(780uW功耗，采樣頻率為20KHz)，滿足8位D/A轉換器系統(tǒng)精度要求;940uW功耗的比較器在外加100mV失調電壓情況下仍然能夠滿足時鐘為6.4MH