零漂移放大器的原理和应用案例分析

零漂移放大器可动态校正其失调电压并重整其噪声密度。自稳零型和斩波型是两种常用类型，可实现 nV 级失调电压和极低的失调电压时间/温度漂移。放大器的1/f 噪声也视为直流误差，也可一并消除。

零漂移放大器为设计师提供了很多好处：

首先，温漂和 1/f 噪声在系统中始终起着干扰作用，很难以其它方式消除；

其次，相对于标准的放大器，零漂移放大器具有较高的开环增益、电源抑制比和共模抑制比，另外，在相同的配置下，其总输出误差低于采用标准精密放大器的输出误差。

零漂移放大器适合哪些应用？

零漂移放大器适用于预期设计寿命 10 年以上的系统，以及使用高闭环增益 (>100) 和低频 (<100 Hz)、低幅度信号的信号链。应用示例包括精密电子秤、医疗仪器、精密计量设备和红外/电桥/热电堆传感器接口。

自稳零型放大器的工作原理

自稳零型放大器，如AD8538、AD8638、AD8551 和 AD8571系列，通常分两个时钟阶段校正输入失调。在时钟阶段A中，开关φA 闭合，开关 φB 断开，如图 1 所示。指零放大器的失调电压经过测量后，储存在电容 CM1上。图1. 自稳零型放大器的阶段A：零点校准阶段

在时钟阶段 B 中，开关φB 闭合，开关φA 断开，如图 2 所示。主放大器的失调电压经过测量后，储存在电容CM2上，同时，储存在电容CM1中的电压调节指零放大器的失调。进而，在处理输入信号时将总失调电压施加到主放大器上。图 2. 自稳零型放大器的阶段 B：自稳零阶段

采样保持功能会将自稳零型放大器变为采样数据系统，使其容易发生混叠和折回效应。

低频时，噪声变化缓慢，因此两个连续噪声采样相减可实现真正的抵消。

高频时，这种相关性减弱，相减误差导致宽带成分折回基带。

因此，自稳零型放大器的带内噪声高于标准运算放大器。为了减少低频噪声，必须提高采样频率，但这会引入额外的电荷注入。信号路径仅包括主放大器，因而可以获得相对较大的单位增益带宽。