數據采集
、傳(chuan)感(gan)器(qi)信(xin)號(hao)調(tiao)理(li)以(yi)及(ji)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)變(bian)化(hua)範(fan)圍(wei)較(jiao)大(da)的(de)其(qi)他(ta)應(ying)用(yong)，會(hui)要(yao)求(qiu)采(cai)用(yong)增(zeng)益(yi)可(ke)選(xuan)放(fang)大(da)器(qi)。傳(chuan)統(tong)的(de)增(zeng)益(yi)可(ke)選(xuan)放(fang)大(da)器(qi)在(zai)反(fan)饋(kui)環(huan)路(lu)中(zhong)
，是(shi)用(yong)開(kai)關(guan)將(jiang)電(dian)阻(zu)連(lian)接(jie)至(zhi)反(fan)相(xiang)輸(shu)入(ru)，不(bu)過(guo)開(kai)關(guan)電(dian)阻(zu)會(hui)降(jiang)低(di)放(fang)大(da)器(qi)的(de)噪(zao)聲(sheng)性(xing)能(neng)，增(zeng)加(jia)了(le)反(fan)相(xiang)輸(shu)入(ru)上(shang)的(de)電(dian)容(rong)，且(qie)提(ti)高(gao)了(le)非(fei)線(xian)性(xing)增(zeng)益(yi)誤(wu)差(cha)。在(zai)使(shi)用(yong)低(di)噪(zao)聲(sheng)放(fang)大(da)器(qi)時(shi)，噪(zao)聲(sheng)和(he)電(dian)容(rong)的(de)增(zeng)加(jia)，非(fei)線(xian)性(xing)增(zeng)益(yi)誤(wu)差(cha)
，所(suo)有(you)這(zhe)些(xie)都(dou)會(hui)影(ying)響(xiang)精(jing)密(mi)應(ying)用(yong)的(de)準(zhun)確(que)性(xing)。

 

 

圖 1. 利用 ADA4896-2 和 ADG633 構建低噪聲增益可選放大器來驅動低阻負載
 

圖 1 所示增益可選放大器采用了一種創新的開關技術，可以保持 ADA4896-2 的 1 nV/√Hz噪聲性能，同時降低非線性增益誤差。利用這種技術

，用戶可以選擇電容最小的開關來使電路的帶寬最大化。

 

通過 ADG633 三路SPDT CMOS開關實現的開關采用以下配置：S1A和S2A同時開啟，或者，S1B和S2B同時開啟。開關S1 連接至反饋電阻的輸出端，開關S2 在V1 或者V2 進行采樣，在這部分點開關電阻不影響增益。這樣能夠降低增益誤差，同時保證噪聲性能不變。在所示值下
，第一級放大器增益為 4V/V（“A”開關開啟）或 2 V/V（“B”開關開啟）。開關增益的數量可通過增加開關加以擴展，也可通過多路複用器（如 4:1 ADG659 或 8:1 ADG658）進行擴展。

 

請注意，輸出緩衝器流過 S2 采樣開關的非線性導通電阻的輸入偏置電流將產生失調。為了補償該失調
，須將未使用的開關(S3B)置於輸出緩衝器的反饋路徑中。

 

另(ling)外(wai)，輸(shu)入(ru)放(fang)大(da)器(qi)的(de)偏(pian)置(zhi)電(dian)流(liu)會(hui)導(dao)致(zhi)因(yin)增(zeng)益(yi)而(er)異(yi)的(de)失(shi)調(tiao)。由(you)於(yu)輸(shu)入(ru)放(fang)大(da)器(qi)和(he)輸(shu)出(chu)緩(huan)衝(chong)器(qi)采(cai)用(yong)同(tong)一(yi)芯(xin)片(pian)，因(yin)此(ci)可(ke)以(yi)利(li)用(yong)其(qi)偏(pian)置(zhi)電(dian)流(liu)的(de)相(xiang)對(dui)匹(pi)配(pei)性(xing)來(lai)消(xiao)除(chu)上(shang)述(shu)失(shi)調(tiao)變(bian)化(hua)。將(jiang)一(yi)個(ge)大(da)小(xiao)等(deng)於(yu) RF2與 RF1之差值的電阻與開關 S2A 串聯，可以減少失調-電壓差。下麵的推導公式說明，在 V1 采樣可產生所需的信號增益，且無增益誤差。RS表示開關電阻。V2 可以利用同樣的方法導出。
 

 

將方程 1 代入方程 2 可得，

 

 

注意，如果 VO1產生所需的信號增益且無增益誤差，則緩衝輸出 VO2也無增益誤差。圖 2 所示為電路在 VO2處的歸一化頻率響應。

 

圖 2. VO2/VIN的頻率響應