單電源供電的全差分?jǐn)夭ㄟ\(yùn)放電路

1 引言

　　本文在0.35微米N阱工藝的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了單電源供電的全差分斬波運(yùn)放電路，同時(shí)，為了減小殘余電壓的失調(diào)， 采用了T/H(跟蹤-保持)解調(diào)技術(shù)，該電路在斬波頻率150KHz工作時(shí)，輸入等效噪聲達(dá)到31.12nV/Hz。

　　2 斬波運(yùn)放的工作原理

　　斬波運(yùn)放的原理如圖1所示，其中Vin是輸入音頻信號(hào)，被頻率為fch，幅度為1的斬波開(kāi)關(guān)調(diào)制，根據(jù)奈奎斯特采樣原理，為了避免信輸入信號(hào)的混疊，fch必須遠(yuǎn)大于2倍的信號(hào)帶寬。

　　圖1 斬波運(yùn)放的原理

　　經(jīng)過(guò)調(diào)制后，信號(hào)的被搬移到斬波方波的奇次諧波頻率上。此信號(hào)被增益為Av的運(yùn)算放大器放大，同時(shí)運(yùn)放的輸入噪聲和輸入失調(diào)電壓也被運(yùn)放放大，運(yùn)放的輸出經(jīng)過(guò)幅度為1，頻率為fch的斬波開(kāi)關(guān)調(diào)制后，輸出信號(hào)為：

　　從式(1)可以看出，經(jīng)過(guò)第2次斬波后，輸入音頻信號(hào)被解調(diào)到低頻段，而運(yùn)放的電壓失調(diào)和低頻噪聲只經(jīng)過(guò)一次調(diào)制后被搬移到斬波方波的高頻奇次諧波上，通過(guò)低通濾波后，輸出信號(hào)中的高頻分量被濾除，低頻分量還原為音頻信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)音頻信號(hào)的精確放大。

　　對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行傅立葉分析，得到運(yùn)放的最終輸入噪聲譜密度(PSD)為：

　　其中系數(shù)K與工藝的噪聲參數(shù)有關(guān)。

　　3 運(yùn)放電路的設(shè)計(jì)