失調(diào)修正技術(shù)及應(yīng)用.pdf

1、近年來隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多低頻小信號處理電路應(yīng)用于各電子領(lǐng)域，比如生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域、移動通信領(lǐng)域等。對系統(tǒng)精密控制的要求，使模擬集成電路的設(shè)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(diào)電壓等，它們在輸出端產(chǎn)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(shù)來減少運放失調(diào)大

2、小。
　　本文主要介紹了斬波技術(shù)和自動調(diào)零技術(shù)。運放分別用斬波技術(shù)和自動調(diào)零技術(shù)實現(xiàn)低噪聲，低失調(diào)。斬波放大器運用斬波原理把失調(diào)和噪聲調(diào)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(diào)和低噪聲。自動調(diào)零運放利用自動調(diào)零技術(shù)來減小運放的失調(diào)和低頻噪聲。文中還設(shè)計了具有失調(diào)校正的采樣保持放大器和采用自偏置單端運放結(jié)構(gòu)的低失調(diào)比較器電路，分別應(yīng)用于8位D/A轉(zhuǎn)換器和12位SAR A/D轉(zhuǎn)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(diào)校正技術(shù)的運放進(jìn)行設(shè)計和仿真。在斬波技術(shù)方面，電源電壓設(shè)定為5V，20KHz斬波頻率的斬波器，斬波器運放的失調(diào)為9.3uV;在0-50℃溫度范圍內(nèi)，失調(diào)電壓溫漂20nV/℃;在低頻段（頻率1KHz以下），帶斬波技術(shù)的運放噪聲減少到一個為54.8nV/sqrt(Hz)的常數(shù)值。在自動調(diào)零技術(shù)方面，10KHz采樣頻率的自動調(diào)零放大器，25mV的外加失調(diào)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(diào)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(shè)計的采樣保持放大器，12mV的外加失調(diào)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(zhuǎn)換器系統(tǒng)精度要求;940uW功耗的比較器在外加100mV失調(diào)電壓情況下仍然能夠滿足時鐘為6.4MH