基於TLC2652的高精度放大器電路及應用

基於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，普通的運算放大器已無法使用了，因為它們的輸入失調電壓一般在數百微伏以上，而失調電壓的溫度係數在零點幾微伏以上。固然輸入失調電壓可以被調零，但其漂移則是難以消除的。德州儀器公司生產的斬波穩零型運算放大器提供了一種解決微信號放大問題的廉價方案。

TLC2652和TLC2652A是德州儀器公司使用先進的LinCMOS工藝生產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非常適合用於微信號的放大。

二、TLC2652的內部結構

圖一、TLC2652的功能框圖

下面對TLC2652的內部功能單元作一簡單介紹：

1、 主放大器。它與一般的運算放大器不同之處在於，它有三個輸入端。除引出晶片外部的同相和反相輸入端外，其在晶片內部還有一個用於校零的同相輸入端。

2、 校零放大器。它也有三個輸入端，但與主放大器相反，在晶片內部的輸入端是反相輸入端。

3、 時鐘和開關電路。內部時鐘產生時鐘信號，控制各開關按一定的時序閉合與斷開。在14和20引腳的晶片中時鐘信號還可從外部引入。

4、 補償網絡。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）。它實際上是一個當輸出與電源電壓相差接近1V時動作的開關，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載時的增益大大下降以防止飽和。它可以加速電路在過載後的恢復。

三、斬波穩零的工作原理

圖二、TLC2652的簡化框圖

TLC2652晶片上的控制邏輯產生兩個主要的時鐘周期：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周期內分別對自己和主放大器校零。

在校零周期內，開關A閉合，使校零放大器的兩個輸入端短路，通過自身的反饋，校零放大器的失調電壓被減到最小。同時，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。