引言

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零漂移放大器采用独特的自校正技术，可提供超低输入失调电压，适用于通用和精密应用(Vos)随时间和温度输入接近零的失衡电压漂移(dVos/dT)。TI零漂移拓扑结构还提供了其他优势，包括无1/f噪声、低宽带噪声和低失真——简化了开发的复杂性，降低了成本。这可以通过两种方式中的一种来完成；斩波器或自动调零。本技术解释了标准的连续时间和零漂移放大器之间的差异。

适用于零漂移放大器的应用

零漂移放大器适用于各种通用和精密应用，有利于信号路径的稳定性。这些放大器出色的失衡和漂移性能使其在信号路径的早期特别有用，其中高增益配置和连接微伏信号的接口非常常见。该技术的常见应用还包括精密应变计和体重秤、电流分流测量、热偶、热堆和桥式传感器接口。

轨道零漂移放大器

通过使用标准的连续时间放大器和系统级自动校准机制，可以优化系统性能。然而，这种额外的自动校准需要复杂的硬件和软件，从而增加了开发时间、成本和电路板空间。另一个更有效的解决方案是使用零漂移放大器，如OPA388。

传统的轨道输入CMOS架构有两个区别；一个PMOS晶体管对(蓝色)和一个NMOS晶体管对(红色)TI中国官网输入操作的零漂移放大器采用图1所示的相同互补p沟(蓝色)和n沟(红色)输入配置。

图1.简化的PMOS/NMOS差分对

该输入架构的结果显示了一定程度的交叉失真（更多关于交叉失真的信息，请参考零交叉放大器：特点和优点）。然而，放大器的紊乱将通过定期的内部校准进行纠正，因此紊乱变化的范围和交叉失真将大大降低。图2显示了标准CMOS轨到轨和零漂移放大器之间的失调的比较。

图2.CMOS与零漂移输入失调电压比

如何工作零漂移？

斩波零漂移放大器的内部结构可以具有与连续时间放大器相同的等级——主要区别在于，在每个校准周期中都有一组反转输入信号的开关。图3显示了的开关。图3显示了两组开关都配备了两个翻转输入信号，但一个错误的翻转。这使得输入信号保持相同，但错误误差的极性相反。

图3.内部结构的前半个周期

图4显示了下半个周期。在这里，两组开关都配置为通过不改变的方式传输信号和失衡误差。事实上，输入信号永远不会改变相位，并且始终保持不变。由于第一时钟相位和第二时钟相位的失衡误差极性相反，误差平均为零。

图4.内部结构的后半段

在相同的开关频率下在相同的开关频率下衰减任何残留误差。该原理在整个放大器的输入、输出和环境操作过程中仍然有效。本质上，TI凭借这种自我修正机制，零漂移技术提供了超高的性能和卓越的精度。

表1显示了连续时间和零漂移放大器Vos和dVos/dT比较。请注意，零漂移放大器Vos和dVos/dT小三个数量级。

自动调零需要不同的拓扑结构，但功能相似。输出端自动调零技术失真较少。切割波降低宽带噪声。

零漂移放大器中的噪声

通常，零漂移放大器的最低1/f噪声(0.1Hz - 10Hz)。1/f噪声（又称闪烁或粉红色噪声）是低频的主要噪声源，可能对精密直流应用有害。零漂移技术采用定期自我校正机制，有效抵消缓慢变化的失衡误差（如温度漂移和低频噪声）。

图5显示了零漂移(红色)和连续时间(黑色)放大器的1/f以及宽带电压噪声频谱密度。注意零漂移曲线没有1/f电压噪声。

图5.电压噪声比较

第三，为什么要选择零漂移放大器？

零漂移放大器可提供超低输入失调电压，随温度和时间接近零输入失调电压漂移，无1/f 电压噪声-这些设计因素对通用和精密应用至关重要。

其它资源

下表2的重点介绍TI一些零漂移放大器。有关完整列表，请点击查看德州仪器参数搜索工具结果。

作者：德州仪器 Errol Leon, Richard Barthel, Tamara Alani