运算放大器的失调补偿

结合实践对运算放大器采用几种方便、有效的失调补偿，从而减小失调电压Uos和失调电流Ios对运算放大器性能的影响，以提高其放大性能和准确性。

带自动失调补偿的三运放测量放大器

随着集成电路技术的发展,各种信号测量的放大器越来越多地采用运算放大器构成。三运放测量放大器具有高共模抑制比、高输入阻抗、可调增益及结构简单、调试容易等优点,因此在电力、机械、物理、化学及生物医学等测量中得以广泛应用。

一种基于运放失调补偿的CMOS传感读出电路

在CMOS传感读出系统中,噪声不仅来自于周围环境,图像传感器自身的噪声成为影响信噪比的一个重要因素,相关双采样电路是一种能够有效消除图像传感器中的低频噪声的技术[1]。由于工艺生产的非均匀型,图像传感器列级读出电路之间的差异会引入额外的噪声,其中主要是固定模式噪声。本文基于GSMC0.13μm标准CMOS工艺,设计了基于运放失调补偿的CMOS传感读出电路,大大降低了固定模式噪声。

含失调补偿的高速灵敏放大器的设计

灵敏放大器被用于静态随机存储器中数据的读出,该文针对灵敏放大器的灵敏度及响应速度问题,基于锁存器型灵敏放大器结构,通过对电路的失调来源进行推导,提出一种利用线性电流的反馈进行失调补偿的电压型灵敏放大器。该电路采用UMC 65 nm工艺,仿真结果表明,改进后电路的灵敏度为50 mV,后仿延时为47 ps,数据读出延时为139.4 ps,功耗延时积为2.006×10^(-24)J·s,且电路的延时、功耗延时积受PVT影响较小。与传统结构的电路相比,灵敏放大器失调电压标准差降低了48.57%,数据读出时总延时为原来的51.42%。

一种高增益前置运放失调漂移的实时补偿

高增益前置运放的失调漂移是影响电路稳定性的一个重要因素 ,本文针对实际微弱信号测量系统的要求 ,提出并设计了以 12位串行数据输入D/A转换器AD75 43芯片和 4个由施密特触发器组成的单稳态触发器作为解码电路构成的运放失调漂移的实时补偿电路 ,介绍了电路结构、串行数据的格式、工作时序等 .该电路构思新颖 ,只通过一根信号线就能完成

基于补偿失调电压改善输入线电流过零畸变的方法研究

本文通过典型实例分析了高频开关电源的输入线电流过零畸变的主要原因,提出对有源功率因数校正控制电路中电流环进行失调电压补偿的方法,使输入线电流过零畸变得到有效改善,整机关键性指标总谐波失真(THD)从5.6%改善为3.5%(满载)。

一种应对非平稳频率失调的窄带主动噪声控制系统

在窄带主动噪声控制(Active noise control,ANC)系统中,参考信号频率失调(Frequency mismatch,FM)和噪声信号非平稳将会使系统性能下降,甚至失效.本文提出一种基于动量最小均方的改进FM补偿算法,通过在代价函数中引入加权累加的平方误差,提升系统的追踪和收敛能力.并分别与基于滤波-X最小均方(Filtered-X least mean square,FXLMS)、滤波-X递归最小二乘(Filtered-X recursive least square,FXRLS)和变步长滤波-X最小均方(Variable step-size filtered-X least mean square,VSS-FXLMS)算法的主控制系统结合,共同完成系统综合性能的提高.大量仿真分析表明,新的FM补偿算法在非平稳的FM和离散傅里叶系数翻转的条件下仍能保持较高的追踪能力和合理的残余误差.

一种低噪声可编程斩波电流反馈仪表放大器

针对应用于Sensor AFE的可编程增益仪表放大器的低频噪声干扰问题,设计一款低噪声可编程增益斩波电流反馈仪表放大器。该设计采用斩波技术实现对以1/f噪声为代表的低频噪声的抑制。在设计中加入数模转化器,通过电流叠加的方式实现对传感器失调的补偿,解决由传感器失调导致仪表放大器性能下降的问题。采用可编程电阻网络,实现可编程增益放大,提升仪表放大器的通用能力。仪表放大器基于TSMC 0.18μm工艺,供电电压为2.7~3.6 V,通过调节电阻网络,实现16~2048倍放大,另外在传感器失调补偿范围和等效输入参考噪声参数上也较为理想。

一种应用于Sensor AFE的可编程增益仪表放大器设计

针对可编程增益仪表放大器(PGA)采集电阻传感器信号时,增益误差较大、噪声较高等问题,设计一种应用于模拟前端(AFE)测量电阻传感器信号的高性能PGA。采用了电压模放大器和电流反馈放大器双模式架构,实现信号的低增益和高增益的精确放大。数模转换器通过电压叠加和电流叠加的方式进行失调补偿。置位于不同增益倍数时,电路在两种模式下自动切换,以提高电路工作效率。电路设计基于TSMC 0.18μm工艺实现。后仿真结果表明,PGA在1~2048放大倍数的增益误差最大不超过0.04%,失调补偿范围±500 mV,在256倍放大倍数下,100 kHz处噪声的功率谱密度为17.5 nV/Hz^(1/2),在1~100 kHz带宽内输入参考噪声为5.79μV,输入阻抗大于1 MΩ,在电源电压1.8~3.6 V内正常工作。

一种带曲率补偿的高精度带隙电压基准源

本文提出了一种带运放失调电压补偿结构和分压式二阶曲率补偿结构的低温度系数带隙基准电路。设计目标为对便携设备提供0.8V的电压。基于华虹CZ6H工艺在CADENCE软件TT模型下仿真,仿真结果表明,带隙基准电压源在-40℃-120℃温度范围内温度系数仅为1.77×10-6/℃,电源抑制比(PRSS)在低频下为86.9dB。在3V-6V的电源电压工作范围内,输出电压摆幅为0.171mV。

一种带数字校正的差分基准电压源

在传统带隙基准源的基础上,设计了一种实用的差分基准电压源。基准核为电流补偿电路,采用D/A控制技术,对差分基准电压进行失调补偿和增益补偿,具有较低的温漂系数和较大的动态电压调整范围与较高的调整精度。

MIPI接口高速接收电路设计

MIPI-DSI是MIPI联盟针对移动设备提出的一种高速、低功耗的串行接口,可满足高分辨率显示,降低显示模块功耗的需求。该文设计了应用于显示驱动芯片MIPI接口的高速接收电路,包括可校准输入终端电阻、带输入失调补偿的高速比较器以及串行转并行模块。仿真结果表明,单通道数据传输率可达到1Gbps。

基于CMOS工艺高速光纤通信系统的限幅放大器

基于CMOS工艺,设计了高速光纤通信系统中的限幅放大器,主要包括四部分:输入缓冲级、输出缓冲级、宽带放大单元和失调电压补偿回路.其中宽带放大单元采用有源反馈技术和并联峰化技术扩展带宽,使限幅放大器的带宽达到6.8GHz,增益为46dB.当输入信号比特率为7Gb/s,输入电压峰峰值在10mV到1V之间波动时,输出摆幅稳定在1.4V.在标准的1.8V电源电压下,整体电路功耗为192.3mW.

热电偶测温电路的设计与仿真

K型热电偶测量中高温度。随着温度的变化,K型热电偶输出电压变化量为几十微伏,利用运算放大器对热电偶输出的电压放大,并且补偿运算放大器的输入失调电压。LM35对热电偶测温电路的冷端进行温度补偿。Proteus软件对测温电路进行仿真,结果表明电路设计简便,测温精度高。

CMOS图像传感器中低FPN列读出电路的设计

针对CMOS有源像素传感器,提出一种降低固定模式噪声(FPN)的列读出电路。通过对普通列读出电路进行改进,在双采样电路基础上,增加了失调电压补偿过程。数学分析和电路模拟结果表明双采样技术可以消除像素内产生的固定模式噪声,采用失调电压补偿技术可以将运算放大器带来的列FPN从毫伏级降为微伏级。该电路已应用于640×480CMOS图像传感器中,满足低功耗(16.5μW)和窄列宽(8μm)的要求,并在CHRT0.35μm工艺下成功流片,测试结果表明电路可将固定模式噪声降低到1mV以下,有效改善电路性能。

用于视频或示波器的多路转换器

器两路输入信号中的A和B,它们的失调补偿电压分别取自电位器P1和P2。IC3a—IC3b(均为1/4 4093)及其周边元件组成方波振荡器,产生的方波信号经IC3c缓冲后加到IC1的ENABLE端(8脚),同时经IC3d反相后加到IC2的ENABLE端。因此,任何时刻只有其中一只运放被激活。调节P3可在很宽的范围内设定振荡器的方波频率,从而设定两只运放的转换速度。C1的数值可通过试验来确定。电源电压可取为±9V～±12V中的任一数值,但4093必须由单端电源电压供电。 由于方波振荡并未与示波器的水平偏转取得同步,故最好是使用高频率、长时基或低频率、短时基,以免示波器将信号一连串的转换显示成一系列的中断线。此外,由于运放存在失调,时基很可能是由振荡信号而不是由被测信号来触发的。