Chopper-Stabilized Amplifier Architecture

Chopper-stabilized operationals, DC dengeleme ve düşük frekanslı gürültünün kalıcı zorluklarına hitap ediyor, ancak üretim rutinlerine veya post-assembly kalibrasyonuna güvenmek yerine, amplifiğe veya modülasyona yol açıyor - yüksek frekanslı bir dalga dalgaya kadar sinyalin kutupsal olarak geri dönüyor.Bu dalga, o zaman, bir performansla birlikte, daha düşük bir çözünürlükte sabit bir şekilde geri dönüyor.

Klasik bir uygulamada, bir dahili osilatör tarafından yönlendirilen bir CMOS anahtar matrixi, genellikle birkaç kilohertz ile birkaç yüz kilohertz arasında düşer ve birkaç yüz kilohertz. giriş farkı, sinyalin AC-çiftli versiyonunu görür, ancak o çift içindeki herhangi bir DC dengeleme frekansı ve garip bir şekilde dengelemeden sonra, giriş katlama özelliğine sahip olan 100 inçlik bir sabitleme özelliği ile senkronize edilir.

Copping vs. Auto-Zeroing ve Diğer Nulling Teknikleri

Chopperstabilized amplifikatörler genellikle yükseltici giriş dengeleme ile gruplandırılıyor ve normal bir işlem sırasındaki "zero-drift" amplitüdleri tanıtıyor, ancak iki teknik, doğrudan doğrulayıcıların kullanımı için kullanılan bir sabitleme sistemi ve uygulama ile uyumlu olmayan bir şekilde ayarlandığında, otomatik olarak ayarlanan bir şekilde ayarlanan bir sabitlemeler için sabit bir şekilde ayarlandığında, otomatik olarak ayarlanan bir şekilde ayarlanan bir şekilde ayarlandığında, otomatik olarak sabit olmayan bir şekilde ayarlanan bir akışa sahip oluyor.

Ultra-Low Offset Ger ve Neden Bu Önemli

Operasyonel yükselteçin dağılımı, belki de 25 μV veya 50 μV'ye yapılan bir yükselteçin, mikro volt seviyesindeki hataların ortaya çıkmasının ardından, bir mikro değişkenin düzeltilmesi için hala önemli olan diferansiyel DC gerilimi olarak tanımlanır.Bir 50 μV veya 50 μV'ye kadar yükseltilmeli.Bir mikro değişkenli sinyalin düzeltilmesi durumunda, bir mikro değişkenin düzeltilmesi gereken değişikliklerinin işaret ettiği zaman, bir mikro değişkenin düzeltilmesi gerekir.

Chopperstabilized op-amps, 25°C'de maksimum 2.5 μV'nin en yüksek dengelemesini sağlar ve bu rakamlar, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunur.

Offset Drift Over Sıcaklık ve Zaman Zaman

Oda sıcaklığındaki mutlak dengenin ötesinde, sıcaklık ve yaşam boyu sürüklenmek genellikle 100 °C'ye kadar daha zorlu bir özelliktir. Geleneksel bipolar afrikalar 0,5 μV veya daha fazla, birçok sensör ölçümlerini geri getirebilir. Chopper-stabilized topolojileri neredeyse giriş çiftinin katkısını ortadan kaldırır çünkü +125°C'ye kadar bir miktar kırılabilir ve filtrelenmiş bir çiftliğe kadar filtrelenir.

Gürültü Performansı Avantajları

Tüm yarı iletken yükselteçler, 1 / 100 Hz arasında sık sık sık sık, beyaz termal gürültünün altında büyür, bu özellikle DC'yi ölçen veya yavaş yavaş çeşitli sinyalleri ölçen uygulamalarda, gürültünün yüksek frekanslarda sınırlı olduğu anlamına gelir.

Bu düz bant genişliği gürültü özelliği sıfır-drift yükselteçleri, sadece 200 nV'nin 0.1 cm'lik gürültüyü çözmesi gereken varsayılan seçimi yapar. Örneğin, anİLFLT:0)LTC2057). 100 $ 0.1 Hz. zirveye kadar yüksek çözünürlükte ve doğrulanmış yükseltilebilir bir şekilde sabitlenmiş olan bir dizi değişkene rağmen, ox-x-apos-in yüksek çözünürlükte sabit olmayan bir şekilde sabitlenebilir.

Residual Ripple Yönetin

Kollama tamamen sessiz değildir. Yüksek frekanslı yarılma oranı, genellikle yüksek çözünürlükte küçük bir dalgalama frekansı ve üçüncü harmonikleri ayarlayan yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte bulunan ve yüksek çözünürlükte bir şekilde ayarlanan bir diziye sahiptir.Ins the high-frets own internal filterform down the ripple to the microvolt.For the most sensitive circuits, an outside RC break filter filter filterifier at the developer at negible levels. some of the latest chopper-abilized devices, like the microvolt.

Chopper-Stabilized Amplifiers için anahtar uygulama Domainleri

Tıbbi Alet ve Biyosignal Devralma

Elektrocardiogram (ECG), elektroenseogram (EEG), ve elektromiogram (EMG) sistemleri büyük ortak nokta rahatsızlıkları ve elektrot dengeleri varlığında biyopotansiyelleri yakalamakta ve elektrot dengeleri dengelemektedir. elektrotlar, DC dengelemenin yarı hücreli potansiyelleri nedeniyle 300 mV'ye kadar üretebilirler. 100 $ 'lık bir kazanım ile geleneksel bir amplifatör, girişin AC-sıtma noktalarının çok yönlü olarak ortaya çıkmasına izin verir.

Özellikle biyo-potansiyel satın alma için tasarlanmış ICs, Texas InstrumentsurFLT:0)ADS1298[Dönetici: 1) Aile, chopper-stabilized programlanabilir amplitüdlerin düşük gürültü zeminini AC-coupling kapasitörleri olmadan elde etmek, maliyet ve PCB alanı azaltmak için tasarlanmıştır. Sonuç, klinik doğruluk standartlarının genişletilmiş kayıt seansları ile karşı karşıya kaldığı kompakt, multi-lead ECG monitördür.In addition, düşük gürültü zeminleri tespit etmek için, küçük şarj edilebilir potansiyellerin tespiti, elektroretinde kullanılan veya nano-temografide kullanılan beyin testlerinde kullanılanlar gibi.

Endüstriyel Sensör Durumlandırma ve Süreç Kontrol

Endüstriyel ortamlar düşük seviyeli sinyallerin ev sahibidir: termo çiftleri ( derece derecede mikro voltlar), RTD'ler küçük mevcutlar, milivoltaik çıktıları ile şarj hücreleri ve benzer seviyelerdeki basıncı sensörü köprüleri dengelemek için 1 mV amplitüdünün% 0.1'ü analog-değerli dönüşümden önce 1000'e kadar dengelemek için yüksek çözünürlükte bir miktar daha yüksek çözünürlükte bir hataya katkıda bulunmalıdır.

Süreç kontrol sistemleri genellikle 4-20 mA mevcut döngüler, minimum dengeye karşı 400 μV adımlarını bir gerilime dönüştürür. 100 TELS'de düşüş, 4 mA'da sadece 0,5'lik bir yüke kadar yapılır; aralığın% 0.1'si, minimum sıfırdan daha azına kadar yükseltilebilir.C'nin yüklediği yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunabilir.

Bilimsel Alet ve Metroloji

Ultralow dengeleme kapasitesi metroloji-grad aletlerinde bir gereklilik haline gelir: nanovoltometreler, fotooamometreler ve hassas DC kaynakları. Keithley 2182A nanovoltmeter, örneğin, sinyalin en yüksek düzeydeki ses performansı elde etmek için bir chopper-tavıklı giriş aşaması kullanır, ve filtreleme tekniği hala düşük betonlu kablolamalarla inşa edilirken, bu kadar özel kontraseptif ölçümler ve dikkatli koruma sağlar.

Elektrokimyasal Sensörler ve pH Probes

PH probes, iyonize elektrotlar ve gaz sensörleri genellikle yüzlerce MULL sensörden faydalanıyor ve alttaki kromozomlardaki farklı sinyalleri otomatik olarak belirtiyor.Rektörün giriş noktası, onları bu tür yüksek çözünürlüklü kaynaklar için uygun hale getiriyor.The LMC6001, arsaları hızla birleştirin.

Chopper-Stabilized Op-Amps kullanarak tasarım göz önüne alındığında

Sıfırdrift amplifik amplifikatörlerini bir devreye entegre etmek, geleneksel amortlardan farklı birkaç tuhaflığa dikkat gerektirir.Bu nüanslar, tasarımcının ince hatalardan kaçınmasına ve cihazın tam performans potansiyelini elde etmelerine yardımcı olur.

Şarj Enjeksiyonu ve Giriş Şimdiki Spikes

Düşük olan, bu şarj noktalarının iki katın ve geçici bir bileşeni içeren yüksek çözünürlükte bulunan bir giriş noktası olarak, birkaç on kilosasyon devrelerinin üzerinde kaynak direnci ile şarj edilebilir; şarj edilebilir bir gerilim adımını azaltabilir; çünkü yazıcılar genellikle bunu DC bileşeni ve geçiş geçici bileşeni içeren yüksek çözünürlükte bir giriş noktası olarak karakterize eder.

Chopping Frekans ve Aliasing

İç saat frekansı (fCHOP) bu frekansın yakınında giriş sinyalleri ile karıştırabilir, kat geri dönüş ürünleri oluşturabilir. Çoğu uygulamada, giriş sinyali bant genişliği iyi bir şekilde aşağıdadır, bu nedenle amplitüd ve ADC totenuate ağ örneği alama ağının önünde yer alır.

Güç Supply Rejeksiyon ve EMI

Chopperstabilized amplifikatörler mükemmel DC güç sıralaması gösterir (PSR), genellikle düşük frekanslarda 130 dB'yi aşabilir, çünkü tedarik bölmesi programı doğal olarak tedarik edilen bozukluklara karşı dayanıklıdır. Yüksek frekanslarda, PSRRR, herhangi bir af-amp ile geri bildirim ağının yanı sıra, yedek güç tedarik düğümleri ile sabit bir şekilde sabitlenebilir ve bir akışa eklenmemesine yardımcı olur.

Ticaret ve Sınırlamalar

Chopperstabilized amplitüdücüler düşük frekanslarda rakipsiz DC hassas ve gürültü performansı sunarken, birden fazla AC sinyalinin bulunduğu zaman, çok düşük megahertz aralığının genellikle düşük maliyetli olması gerekir - bu nedenle, yüksek hızlı analog-enerjili bir yükseltici yükseltici yazılımı için yeterlidir.

Mevcut gürültü yoğunluğu başka bir faktördür. Çünkü chopper-stabilized amplitüsler CMOS giriş aşamalarını kullanıyor, girdileri şu anda gürültüyü vurarak yüksek çözünürlükte 100 $ değerinden daha yüksek olabilir.For very high-impedance resources, the current noise noise to the source effects of a JF-ETin oppedances.For such cases, a JF-ETin opamp-amp-amp-toput-up-gamp-umentoformasyonlar için her zaman daha yüksek bir çözünürlükte bulunuyorsa, ancak JFampiyonel yükleyicisi ile sabitlenir.

Doğru Chopper-Stabilized Op-Amp

Piyasadaki onlarca sıfır yükselteçli yükselteçli yükselteçli ile, optimum kısmı seçmek sinyal kaynağının açık bir tanımıyla başlar, bant genişliği, tedarik gerilimi ve gerekli doğruluk. Aşağıdaki liste farklı kullanım vakalarında birkaç popüler seçenek özetlemektedir.

  • [FONT:0) Düşük gerilim, batarya destekli sensörler: ).OPA333) (1.8-5.5 V, 10 μV max dengeleme, 0.05 μV /°C sürüklenme) küçük bir paketleme, mikro güç seçimi taşınabilir araçlama için idealdir.
  • [FONT:0) Yüksek hacimli endüstriyel: ÜDÜT:2)ADA4528-1) 2.5 μV max dengeleme ve 0.015 μV /°C, yüksek giriş için uygun hale getirir.
  • [FONT:0) 0.1-10 Hz. Kerkür gürültüyü elde eden makb.([D)))))))))))))) ..
  • [FOD:0) Yüksek gerilim sensörü ön uçları: ).AD8638) 16 V malzemeye kadar çalışır, daha eski ±15 V endüstriyel raylarla uyumlu ve düşük sürüklenir.
  • [FONT=0)Femtoamp önyargı akım: Üye:2)ADA4530-1 ), 20 fA max önyargı ve hopper-stabilized hassas fotoğraf ve pH uygulamaları için.

Bu cihazların her biri, veri sayfasında kapsamlı uygulama rehberliği içerir, önerilen atlama, düzen teknikleri ve bir sıfır satın alma devrelerini yönetmek için devreleri yayınlayın.Her zaman seçilen yükselteçle devreleri taklit etmek akıllıcadır ve gürültü performansı bir düzene girmeden önce sistem hedeflerini karşılamak.

Chopper-Stabilized Design

CMOS süreci düğümleri önceden tahmin edildiğinde, anahtarlama enjeksiyonu, en iyi şarj cihazı ve parasitik kapasitance all Strasyonalleri daha yüksek doping frekansları ile uyumlu hale getirmek, düşük sürekli bir hacimle ve daha geniş bant genişliği ile aynı zamanda, daha önce sadece laboratuvarda bulunan yüksek çözünürlükte olan yüksek çözünürlükte olan yüksek çözünürlükte olan yüksek çözünürlükte otomatik olarak ayarlanan yüksek çözünürlükte olan yüksek çözünürlükte bir şekilde ayarlanan yüksek çözünürlükte otomatik olarak ayarlanan yüksek çözünürlükte otomatik olarak tekrarlanır.

Paralel olarak, sıfır-drift yükselteçlerinin entegrasyonu tam analog ön uçlara - programlanabilir bir kazanç, birden fazlaklayıcı ve referans tamponları - daha önce tam bir hassas bileşen gibi modern bir performansa sahip olmak için.Bu eğilim, mikropartiküller için her mikropulma testinin altında daha fazla yükseltilebilirlik sistemi olan bir chopper-bit ADC'nin rolünü daha iyi bir şekilde sağlayacaktır.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Chopperstabilized operasyonel yükselteçler, yüksek sıcaklık aralıkları üzerindeki nanovoltaik analog tasarımın zeminini tek, zarif bir mimaride DC dengeleme ve düşük frekanslı gürültünün temel problemlerini çözerek yeniden şekillendirdiler.Birkaç düzeni ve filtreleme yeteneklerini, tasarım çabasını, yüksek sıcaklık aralıkları ile geri ödeme için vazgeçilmez hale getirirken, endüstriyel sensörler, bilimsel veriler loggerlar ve herhangi bir uygulama, en küçük sinyalin gürültülü, öngörülemeyen bir ortamdan çıkarılması gerekir.