自动调零放大电路原理及应用.docVIP

自动调零放大电路的原理及应用 学生姓名： 学号：学 院：物理电子工程学院专业：电子科学与技术 指导教师： 职称：讲师Abstract: Due to the widespreadly using of sensor technology and signal, the output voltage changes from zero millivolt to several millivolts , so achieving low drift signal is very important. Automatic zero adjustment circuit, rotation automatic zero integrated operational amplifier, chopper-stabilized operational amplifier can reduce the zero drift caused by the integrated operational amplifier offset and low frequency interference. Based on the introduction of automatic zero circuit principle and application, making us have a preliminary understanding of the automatic zero adjustment circuit. Key words: automatic zeroing amplifier circuit; The principle; application 1.引言 大多数电子元器件的特性，如放大器的失调电压与失调电流、晶体管与二极管的漏电流，都会受温度影响而在一定程度上变化。由于电路在工作中总有电流流过，不可避免的会产生热量，从而使电路发生漂移。外界温度的变化也会引起电路漂移。特别是许多现代测控系统，需要在非常恶劣的温度条件下工作。为了减小漂移，应该采用对漂移能进行自动补偿的电路。自动调零放大电路又称动态校零放大电路，能够消除运算放大器输入失调电压的电路，使运算放大器实现自动调零。许多精密测量仪表，存在因放大器的不稳定而引起的误差，它的输出电压决定于输入网络及反馈网络元器件的精度及稳定度，如果加上自动调零电路，则能减小这些因元器件精度及稳定度不好及放大器漂移引起的误差。这种自动调零电路大多采用定时自动校零的办法，随时校准测量电路的失衡及由于元器件及电源不稳定而引起的零点漂移现象。在许多测试仪器仪表应用中,由于其所用传感器可能会受到环境温度、湿度,地理位置的影响,因此很多需要在现场测试前进行调零操作。。自动调零是一种动态的抵消失调电压和失调电压漂移的技术，在结构上有一个调零放大器和主放大器，会持续地自校正放大器的失调电压误差。调零放大器持续的消除自身的失调电压，然后对主放大器施加校正信号，这种持续校正可确保极低的失调电压，比传统运放低的多，实现比传统放大器更优异的抑制能力，减少温度漂移和时间漂移。它能将相对输入端的失调电压降低到uV级，将失调电压漂移降低到nV/C级。 动态抵消失调的另一优点是可降低低频噪声，特别是1/f噪声,又名闪烁噪声，是由传导路径的不规则性和晶体管内偏置电流造成的噪声而引起的低频现象，在较高频率上，1/f噪声可忽略不计，因为其他来源的白噪声开始占主导地位，如果输入信号近似直流信号，该低频噪声该是个大问题。在基于自动调零的放大器中，1/f噪声在失调校正的过程中被滤除了。由于该噪声源出现在输入端，并且噪声信号变化相对较慢，因此可认为是放大器失调电压的一部分，能相应的得到补偿。自动调零放大器的指导思想是：如果能将运放两个输入端短路时或加共模输入信号时的输出电压（误差电压）先用电容器储存起来，再与运放正常工作时的输出电压相减（简称校零），则可有效的减小失调电压、失调电流及温度变化及电源电压波动所引起的漂移，也可有效的抑制共模信号。 2.1自动调零放大电路 自动调零放大电路又称为动态校零放大电路。图1中，运算放大器N为主放大器，N为误差保持电路，N组成时钟发生器，N为其反相器，N、NS、SS、SN输出高电平，经反相则N输出低电平时，模拟开关S、SS、SN输入端无输入信号，只存在失调电压U，其输出为U,再经N放大后由电容C保持，考虑到N的失调电压U,电容C的寄存电压为 U=-(U+ U) K U= (-U+U) K 式中K、KN、NK》1，KK》1，所以 U U- U 电容C寄存了运算放大器