Operasyonel Ampirasyon Drift
Operasyonel yükselteçler analog sinyal işlemenin iş kümeleridir, basit gerilim takipçilerinden karmaşık aktif filtrelere ve bütünleştirmelere kadar görevleri yerine getirir. İdeal bir dünyada, a op-amp sonsuz kazanç, sıfır giriş dengeleme gerilimi ve zaman veya sıcaklık açısından hiçbir varyasyonu sunar. ancak gerçek dünya cihazları bir gerilim ortaya çıkarır - derece sınırların başına düşen gerilimler arasında uygulanmalıdır.
Drift temel yarı iletken yanlış eşleştirmelerden kaynaklanır. Bir bipolar giriş aşamasında, diferansiyel çiftin temel parametreleri asla mükemmel bir şekilde eşleştirilir; fark bu parametreleri dengeleme olarak ortaya çıkarır. Sıcaklık değişiklikleri olarak, yanlış bir şekilde değiştirir, bir termoelektrikli kayması üretir.In CMOS yükselticileri, eşleme parametreleri ve hareketlilik farklılıkları, uzun vadede benzer şekilde ortaya çıkarır.
Chopper Stabilizasyonunun Temel Prensibi
Chopper stabilizasyon, transistörleri veya sıcaklık-kompensateleri eşleştirmeye çalışmaktan temel olarak farklı bir yaklaşım alır. Bunun yerine, frekans-bölgesel ayrımı kullanır: Kombinasyon ve sürüklenmelerin etkili bir şekilde kaldırıldığı frekans bandında istenen sinyal.Bu, modern bir iletişim sistemine benzeyen bir modlanmış sinyal ile elde edilir.
Giriş sinyali ilk önce bir chopper modüllator aracılığıyla geçer - bir kare dalga saati tarafından yönlendirilen anahtarlar kümesi, genellikle on ila yüzlerce kilohertz'dan gelen.Kolayıcı, giriş sinyalini ±1 ile çok az tutar, ilk modlama frekansına etkili bir şekilde tercüme eder ve garip bir şekilde ayarlanır.
Çünkü dolaylı frekans sinyal bant genişliğinin üzerinde iyidir (tipik olarak 100 × 1000 × daha yüksek), düşük frekanslı filtre istenmeyen eserler kolayca bastırabilir. Sıcaklık bağımlı sürüklenme, 1/f gürültü ve yanlış eşler daha önce düşük frekanslı rahatsızlıklar olarak tedavi edilir ve sinyal grubundan kaybolabilir.Bu teknik giriş seviyesindeki boşlukları elde edebilir.
Modulation Drift Rejeksiyonu Nasıl Geliştirir
Anahtar anlayışı, chopper zincirinin sadece tek bir çoklu uygulama (tarafsız) ve ikinci modlu diziler tarafından geri alınmasıdır.Katılım sinyali çift multiplikasyonu (daha sonra demodulate), bu iptaller, o zaman, DC hatalarının reddedilmesi sadece tek bir multiplikasyonu (teklemeden sonra ve ikinci sıra dışı) ile sınırlıdır, böylece mükemmel bir mikropiyonel akış dalgasında dalgalanır.
İç Mimari ve Signal Chain
Modern chopperstabilized operationals all modulation, amplification ve filtreleme zincirini tek bir monolithic die. A tipik blok diyagramı bir giriş chopper ağı içerir (genellikle dört MOSFET anahtarları bir köprü konfigürasyonu), yüksek orandaki geniş bantlı bir temel yükseltici, her iki yönlü tazminatın da yükseltildiği düşük frekanslı bir filtredir. Birçok cihaz, AC sinyalleri için hızlı bir yol içerir (kıtıldaklıktatlı bir şekilde sabitlenir.) ve düşük frekanslı hassaslığı olan yüksek çözünürlükte bir yoldur.
Chopper saati, geçici devretme noktaları ile yapılır, dış zamanlama bileşenleri için gerekli olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Anahtarlar genellikle şarj enjeksiyonu ve saat beslemesini en aza indirmek için tasarlanmıştır, aksi takdirde sabit devreleri aktif olarak kullanır. Gelişmiş geçiş tasarımları, gecikmiş cihazlarla birlikte, sinyal bütünlüğünü korumak için eklenmez.
Chopper Ripple ve onun Mession
Dikkatli tasarıma rağmen, dolaysız süreç kaçınılmaz olarak, düşük frekanslı filtrelerde bir miktar mikrovolt RMS'ye kadar bir miktar geri dönüştebilir, ancak dış post-performasyonlama işlemi gerekli olabilir.Relamental olarak, özellikle de yüksek frekanslı devrelerde kullanılan seslerin dağılımını azaltılabilir.[değiştir | kaynağı değiştir]
Anahtar Performans Metrikleri ve Ne Demektir
Bir chopper-stabilized op-amp, birkaç parametre dikkatli dikkat etmeyi hak eder.ETHFLT:0)Input dengeleme gerilimi (V))[Döneticileri)[Döneticileri)[Dönemli 20 nV /°C ve yakınlık değerlerin üzerinde belirteçmiş olan yüksek çözünürlükte üç boyutlu olarak doğrulayıcıdır.
[FONT:0] Performansı [[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜDÜSÜSÜSÜŞÜNCÜSÜŞÜNCÜSÜŞÜNCÜSÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNCÜDÜSÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜN
[FONT=0)Gain bant genişliği (GBW)) ve [[Dönetici:2)[Dönetici:0)[Dönetici:0)[Görüntüler, yüksek çözünürlük ve filtreleme işlemleri nedeniyle genellikle 1-10 MHz ile sınırlıdır.
Örneğin, 0:0) 0,8551 Analog Cihazlarından ) klasik bir chopper yükselticisi 1 μV dengeleme ile 5 nV /°C sürüklenme, 30 nV / UTCHz gürültü yoğunluğu ve 1 mA hakkında çalışır ve 5.5 V tedarikine kadar çalışır, hassas bir sensör sinyali için bir kriter oluşturur.
Chopper Amplifiers'te gürültü analizi
0.1 inç stabilizasyon 1 /f gürültüyü ortadan kaldırırken, yüksek frekanslı gürültü mekanizmasına ek olarak, 10 °C'ye göre yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte (örneğin, yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan ölçümler için, yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan bir yüksek çözünürlüktedir.
Chopper Stabilization vs. Auto-Zeroing Teknikleri
Analog tasarımcılar sık sık sık otomatik-zero ile stabilizasyon karşılaştırır (ayrıca otozero olarak adlandırılır) mimarlık. Hem dengelemeyi ve sürüklemeyi hedefler, ancak bu farklı frekans-bölge stratejileri aracılığıyla elde ederler. Auto-zero yükselteçleri iki-fazırdak saat kullanır: ilk aşamada, yükselticinin girişleri kısa sürede kaydedilir ve dengeleme işlemi otomatik olarak tekrarlanır.
Chopper stabilizasyon, aksine, sinyal örneği değildir - bu sonuçları sürekli olarak düzgün, kesintisiz bir frekans yanıtı (noklar) ve daha düşük 1 / gürültüyü birleştirir ve biraz daha yüksek geniş bant genişliğine benzer bir güçten azaltır. Bazı modern “khoppersiyonel otostoplama sistemleri her iki üstolojiyi birleştirir: otozero döngüyü tekrar birleştirir ve DC-zero'nun yüksek gürültüyü azaltır ve yüksek gürültüyü azaltırken, chopper 1 / 1 /f gürültüyü azaltır.
TasarımDüşündürmeler ve Bilinen Sınırlar
Chopperstabilized op-amps olağanüstü DC hassas teklif ederken, bu dalgalamanın altında bir seviyeye kadar iyi bir şekilde yayılabilir, birkaç mikro volta kadar 10 mikro volta kadar uçabilir[Dönder:0)
[FONT=0)Charge enjeksiyonu ve saat beslemesi[[Döneticileri) MOSFET anahtarlarından kısa sürede, pH radyo görüntüleri veya elektrokimyasal hücrelere yol açabilirler.Bu aksaklıklar, 10 MULLAH'ı aşıyor ve küçük bir çıkış değiştiricisi ile değişir ve sabit diskolar sabit bir şekilde sabitlenebilir.
[FONT:0]Settling zamanı[[Dönetici:0][Dönetici:0)[Dönetici) genellikle, iç filtrenin zaman sabit ve saatle ilgili geçici yanıtın% 10'una kadar geleneksel bir artırılmış veri satın alma sistemiyle ilgili olarak, bir çok sayıda empozeme sistemindeki giriş gibi - yükseltilme süresine kadar daha yüksek olan bir miktar mikrosaniyeler daha yüksek maliyetle yerleşmek için tercih edilebilir.
Access Bias Current ve Impedance Effects
Chopper yükselteçleri içindeki giriş noktası, şarj ve giriş örnekleme cihazının geçiş ağı aracılığıyla yerleştirilmesi ile ilgilidir. CMOS tasarımlarında, bu birkaç resimde nanoamperyatris uygulama notu olarak, chopper gürültü ve giriş özelliklerine bağlı olarak.
Hassasiyet ve İstikrar için Uygulama Manzaraları
Chopperstabilized amplifikatörler, EEG'den düşük seviyeli biyopotansiyel sinyalleri ve EMG elektrotlarını zorunlu hale getirmek için yeterli olacaktır.InurFLT:0Conmedical enstrümanasyon), elektro-dunkratlı bir arayüzden daha fazla yüksek bir şekilde ayarlandığında, bu sinyallerin DC girişi olmadan doğal olarak küçültüldüğü ve yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte olduğu için, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yapılır.
Inurt:0) Endüstriyel işlem kontrolü[[Dönetici:0) [Döneticiler, direnç sıcaklık dedektörleri (RTD) ve suskanı ölçümler, yaklaşık 41 μV/C; yüksek ortak nokta reziğinin bir yükselteçli yükselteçmiş yükselteçmiş yükselteç, sert ortamlardaki uzun süre boyunca kalibrasyonu sağlayan düşük kaymalar sağlar. Örneğin, bir tür K termo çiftliği yaklaşık 41 μV/C'ye sahiptir.
DÖRT:0)Data satın alma sistemleri[Döneticileri ile], özellikle de 24-bit delta-sigma analog-to-dijital dönüştürücüleri (ADCs), en sık kullanılan eklentileri ve köprü-stabilize giriş tamponları ile ilgili olarak belirlenen bir dışsal yükselteç ile yapılır.
Pratik Devre Uygulama ve Düzenleme
Bir chopper-abilite yükselticisinden en iyi performans elde etmek için, tasarım mühendisi, tedarik raylarına kadar gürültüyü uzaklaştırmak için dikkatli bir dikkat etmelidir ve müdahaleye neden olan 100 nF seramik kapasitöreyi 10 μFtal tanital gürültü ve her bir yükselteçle etkileşime girebilmenin ardından dış filtrelemenin eklenmesini engelleyebilir.
Kombinasyon için, küçük bir seri dirençli (10-100 ULL) çıktıda, yüksek çözünürlükte bulunan bileşenlerden ayrılır ve amplitatörün sınırlı faz marjına neden olan ringingi engelleyebilir. Katı bir zemin uçağı gereklidir; tüm analog müdahaleleri ve basitleştirme tasarımlarından uzak rotalar. chopper yükselticileri kendi başına hızlı kenarlar üreten bileşenlerden fiziksel olarak ayrı olmalıdır.In multichannel systems, bu tür birçok chopper yükselteçleri ortak bir dış saat için senkronize etmek faydalı olabilir.
Dış Filtrelemeyi İyileştirmek
Bir chopper yükselticisinin iç filtresi uygulamadaki gürültü gereksinimleri için yetersiz olduğunda, dış bir post-filter eklenebilir.İkinci bir siparişli Sallen-Key düşük uçlu filtreyi yetersiz kalırken, tek kullanımlık sistemlerde, ek filtrenin çıkışından veya istikrarsızlaştırmadan kaçınması gerekir.
Trendleri ve Geleceği Ulaşım
Yarı iletken süreçler daralmaya ve düşük gerilim işlemi standart hale gelmeye devam ettikçe, kontamine edilmiş yükselteçli yükselteç tasarımı sürekli iyileşmeye maruz kalıyor. Yeni araştırma, otomatik olarak ayarlı saatleme şemalarını birleştirerek, tek bir temel söz frekansı 500 nV ve 2 nV /°C altından aşağıya doğru yükleyen temel bileşeni azaltıyor - 10 MHz'in genişliğini etkilemeden temel bileşeni zorlayan temel bileşeni.
Başka bir önemli eğilim, 1 μA'nın altında olan sensör yükselteçleri, batarya destekli cihazlardan sürekli hassas ölçümler sağlar.Ingerekli ölçümler, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan tek bir otomatikleme işlemine izin vermek için sürekli olarak hassas ölçümler yapılır.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Chopperstabilized operasyonel yükselteçler yarı iletken fiziğin sınırlarını test ederek, geleneksel mimarilerde pahalı kesme veya periyodik kalibrasyon gerektiren performansları sağlayarak, ürün kalitesini sağlayan endüstriyel otomasyon sayesinde, chopper yükselteçleri, yarı iletken fiziğin sınırlarını test eden hız katlarını artırırlar, bu cihazlar, daha düşük güç, daha yüksek bir bant genişliğine sahip olur.