基于TLC2652的高精度放大器電路及應(yīng)用

基于TLC2652的高精度放大器電路及應(yīng)用

在微弱信號的測量中，常常需要放大微伏級的電信號。這時，普通的運算放大器已無法使用了，因為它們的輸入失調(diào)電壓一般在數(shù)百微伏以上，而失調(diào)電壓的溫度系數(shù)在零點幾微伏以上。固然輸入失調(diào)電壓可以被調(diào)零，但其漂移則是難以消除的。德州儀器公司生產(chǎn)的斬波穩(wěn)零型運算放大器提供了一種解決微信號放大問題的廉價方案。

TLC2652和TLC2652A是德州儀器公司使用先進(jìn)的LinCMOS工藝生產(chǎn)的高精度斬波穩(wěn)零運算放大器。斬波穩(wěn)零的工作方式使TLC2652具有優(yōu)異的直流特性，失調(diào)電壓及其漂移、共模電壓、低頻噪聲、電源電壓變化等對運算放大器的影響被降低到了最小，TLC2652非常適合用于微信號的放大。

二、TLC2652的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

下面對TLC2652的內(nèi)部功能單元作一簡單介紹：

1、 主放大器。它與一般的運算放大器不同之處在于，它有三個輸入端。除引出芯片外部的同相和反相輸入端外，其在芯片內(nèi)部還有一個用于校零的同相輸入端。

2、 校零放大器。它也有三個輸入端，但與主放大器相反，在芯片內(nèi)部的輸入端是反相輸入端。

3、 時鐘和開關(guān)電路。內(nèi)部時鐘產(chǎn)生時鐘信號，控制各開關(guān)按一定的時序閉合與斷開。在14和20引腳的芯片中時鐘信號還可從外部引入。

4、 補償網(wǎng)絡(luò)。它使電路在較寬的頻帶內(nèi)有平坦的響應(yīng)。在TLC2652中，電路的高頻響應(yīng)主要由主放大器決定。

5、 箝位電路（CLAMP）。它實際上是一個當(dāng)輸出與電源電壓相差接近1V時動作的開關(guān)，把CLAMP與運放的反相輸入端短接，則其引入的深度負(fù)反饋可使電路在過載時的增益大大下降以防止飽和。它可以加速電路在過載后的恢復(fù)。

三、斬波穩(wěn)零的工作原理

圖二、TLC2652的簡化框圖

TLC2652芯片上的控制邏輯產(chǎn)生兩個主要的時鐘周期：校零周期和放大周期。主放大器一直與電路的輸入端和輸出端相連，而校零放大器則在兩個周期內(nèi)分別對自己和主放大器校零。

在校零周期內(nèi)，開關(guān)A閉合，使校零放大器的兩個輸入端短路，通過自身的反饋，校零放大器的失調(diào)電壓被減到最小。同時，外接記憶電容CXA 中儲存了這一失調(diào)電壓，使校零放大器在放大周期內(nèi)仍保持校零。