無需其它器件的低噪聲自調零放大器

發布時間：2010-9-20 12:16 發布者：eetech

Analog Devices AD8553儀表放大器的獨特架構降低并聯設備噪聲。

Analog Devices AD8553自調零儀表放大器具有獨特架構，其兩個增益設置電阻沒有公共結點（參考文獻1）。IC的前端是一個精密電壓電流轉換器，其中一個增益設置電阻R1設置跨導的大小。IC的末端是一個精密電流電壓轉換器，它的反饋電阻R2的值，根據G=2(R2/R1)共同決定全部電壓增益。可以發現，兩個增益設置電阻是獨立的，輸入端的電壓控制電流源，用減少放大器數量的方法，滿足嚴格的低噪聲要求。

多使用放大器減小噪聲分兩步。首先，假設放大器的隨機噪聲源相互獨立。進一步，假設噪聲服從高斯分布。當平均經典電壓放大器的輸出時，通過使用N個放大器和三倍電阻減少噪聲到1/ （參考文獻2）。AD8553內部架構對幾乎無限個并聯IC工作時，僅允許使用N+1個電阻。通過并聯更多IC各自的輸入引腳，連接內部電壓電流源容易并聯工作（圖1）。微伏級的輸入電壓偏置與若干IC的并聯輸入引腳配合不當是無害的，因為電壓電流轉換器的輸出電阻理論上是無窮大的。

并聯N次輸入端的網絡結果是單IC輸出電流的N(VINP–VINN)/(2R1)或N倍。可以僅使用N個IC電流電壓端的一個。端反饋電阻為R2/N，在此，R2為單IC的期望電壓增益AV值。由于放大器噪聲的主要來源為輸入端，假設N個并聯電壓電流轉換器輸出電流的隨機器件標準差為σNI=σI×，σI為電壓電流轉換器輸出電流的隨機器件標準差。這些結果與參考文獻2中的不同，文獻中作者通過多電壓平均的方法實現減小噪聲。另一方面，圖1電壓電流轉換器的共模輸出中電流的決定成分為單IC的N倍。下面的公式計算RSNR（相對信噪比），定義超過輸出噪聲標準差的輸出電流：RSNRN=(N×I)/(σI×)=×RSNR1。實際上，意味著電路噪聲減少到單IC的1/ 。

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