基于TLC2652的高精度放大器電路及應用

基于TLC2652的高精度放大器電路及應用

在微弱信號的測量中，常常需要放大微伏級的電信號。這時(shí)，普通的運算放大器已無(wú)法使用了，因為它們的輸入失調電壓一般在數百微伏以上，而失調電壓的溫度系數在零點(diǎn)幾微伏以上。固然輸入失調電壓可以被調零，但其漂移則是難以消除的。德州儀器公司生產(chǎn)的斬波穩零型運算放大器提供了一種解決微信號放大問(wèn)題的廉價(jià)方案。

TLC2652和TLC2652A是德州儀器公司使用先進(jìn)的LinCMOS工藝生產(chǎn)的高精度斬波穩零運算放大器。斬波穩零的工作方式使TLC2652具有優(yōu)異的直流特性，失調電壓及其漂移、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的內部結構

下面對TLC2652的內部功能單元作一簡(jiǎn)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(gè)輸入端。除引出芯片外部的同相和反相輸入端外，其在芯片內部還有一個(gè)用于校零的同相輸入端。

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

3、 時(shí)鐘和開(kāi)關(guān)電路。內部時(shí)鐘產(chǎn)生時(shí)鐘信號，控制各開(kāi)關(guān)按一定的時(shí)序閉合與斷開(kāi)。在14和20引腳的芯片中時(shí)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有平坦的響應。在TLC2652中，電路的高頻響應主要由主放大器決定。

5、 箝位電路（CLAMP）。它實(shí)際上是一個(gè)當輸出與電源電壓相差接近1V時(shí)動(dòng)作的開(kāi)關(guān)，把CLAMP與運放的反相輸入端短接，則其引入的深度負反饋可使電路在過(guò)載時(shí)的增益大大下降以防止飽和。它可以加速電路在過(guò)載后的恢復。

三、斬波穩零的工作原理

圖二、TLC2652的簡(jiǎn)化框圖

TLC2652芯片上的控制邏輯產(chǎn)生兩個(gè)主要的時(shí)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(gè)周期內分別對自己和主放大器校零。

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