斩波运算放大器之后的仪表放大器时代

2008-07-29 13:28:42来源: 电子工程世界 汤宏琳

  如果问及仪表放大器名称的由来,似乎唯一解释就是:其对共模信号抑制及高精度的性能恰恰适于工业仪表应用。但不仅如此,德州仪器此次推出仪表放大器INA333的历史,更可追溯到50多年前。

  早在1954年,美国专利“稳定直流放大器”就已经拥有了斩波放大器的雏形,但当时很多产品还只是分立器件。
   
  所谓“斩波”来源于英文chopper,是“断路”的意思,其本质就是开关。而继而发展的斩波运算放大器脱离了传统放大器结构,将放大器数目增加到了4个,同时在其内部有一个模拟开关,是两相时钟,在放大器输入端针对不同时钟进行切换,这样就消除了正端和负端的不匹配性,可以降低温漂。从整个输入端和输出端来看,整体性能得到很大提高。

  “斩波”之后

  但“斩波放大器早已过时,”德州仪器高性能模拟产品业务拓展经理宋浩然对电子工程世界如是说。那么,在斩波放大器之后,我们究竟期待着什么样的技术?
 
  诚然,传统斩波运算放大器提高了性能和温漂稳定性,但在频率上会产生奇次谐波的干扰。而德州仪器此次推出的最新仪表放大器INA333正是改善了上述原因带来的不良影响,通过使用开关电容代替了传统放大器中简单开关模型,从而形成陷波滤波器。图中蓝色是滤波器曲线,因为与其内部时钟同步,其毛刺比如1倍、3倍、5倍、7倍频率正好和陷波滤波器点同频。一般在fc上噪音比较大,滤波器正好可以把这一点的幅度降低。蓝色部分和红色部分是相乘的关系,相乘的结果会造成谐波抑制,从输入端口和输出端口看,就表现出这些噪音没有了。也就是说,这种同步陷波滤波器技术在在保证温漂变小的同时,把传统放大器不利影响滤除掉了。

  同时,在应用过程中,同步陷波滤波器在相应阶段的射频或者外部干扰,也会被滤波器抑制。

  此前,德州仪器在同步陷波滤波器技术基础上也开发了几款产品,如OPA333、INA210等。OPA333失调电压为0.01微伏、温漂为0.01微伏每度、带宽为350kHz,典型静态电流为0.025毫安,供电最低可为1.8V,非常适合为手持和电池供电。而INA210的失调电压为35微伏、温漂为0.5微伏每度、带宽为14kHz、供电最低为2.7V。与前两款产品不同,INA333失调电压为25微伏、带宽150kHz。通常2.7V供电电压在业界已经算比较低,但INA333的供电电压可达1.8V,且为轨对轨地输入、输出,据宋浩然介绍,该器件将在2008年7月发布样片。

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关键字:频率  温漂  共模  斩波放大器  仪表放大器

编辑:汤宏琳 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2008/0729/article_963.html
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