單電源供電的全差分斬波運放電路

1 引言

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

　　2 斬波運放的工作原理

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

　　圖1 斬波運放的原理

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

　　從式(1)可以看出，經(jīng)過(guò)第2次斬波后，輸入音頻信號被解調到低頻段，而運放的電壓失調和低頻噪聲只經(jīng)過(guò)一次調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，輸出信號中的高頻分量被濾除，低頻分量還原為音頻信號，從而實(shí)現了對音頻信號的精確放大。

　　對輸出信號進(jìn)行傅立葉分析，得到運放的最終輸入噪聲譜密度(PSD)為：

　　其中系數K與工藝的噪聲參數有關(guān)。

　　3 運放電路的設計