ICL7650斩波稳零运算放大器的原理及应用.doc

ICL7650斩波稳零运算放大器的原理及应用技术分类:模拟设计 |2006-08-14来源:国外电子元器件|作者:吴祖国      ICL7650是Intersil公司利用动态校零技术和CMOS工艺制作的斩波稳零式高精度运放,它具有输入偏置电流小、失调小、增益高、共模抑制能力强、响应快、漂移低、性能稳定及价格低廉等优点。     1芯片结构 ICL7650采用14脚双列直插式和8脚金属壳两种封装形式,图1所示是最常用的14脚双列直插式封装的引脚排列图。各引脚的功能说明如下:   CEXTB:外接电容CEXTB;    CEXTA:外接电容CEXTA;   -IN:反相输入端;   +IN:同相输入端;   V-:负电源端;   CRETN:CEXTA和CEXTB的公共端; OUTCLAMP:箝位端;  OUTPUT:输出端;    V+:正电源端;   INTCLKOUT:时钟输出端;    EXTCLKIN:时钟输入端; 时钟控制端,可通过该端选择使用内部时钟或外部时钟。当选择外部时钟时,该端接负电源端(V-),并在时钟输入端(EXTCLKIN)引入外部时钟信号。当该端开路或接V+时,电路将使用内部时钟去控制其它电路的工作。      2工作原理 ICL7650利用动态校零技术消除了CMOS器件固有的失调和漂移,从而摆脱了传统斩波稳零电路的束缚,克服了传统斩波稳零放大器的这些缺点。 ICL7650的工作原理如图2所示。图中,MAIN是主放大器(CMOS运算放大器),NULL是调零放大器(CMOS高增益运算放大器)。电路通过电子开关的转换来进行两个阶段工作,第一是在内部时钟(OSC)的上半周期,电子开关A和B导通,和C断开,电路处于误差检测和寄存阶段;第二是在内部时钟的下半周期,电子开关和C导通,A和B断开,电路处于动态校零和放大阶段。由于ICL7650中的NULL运算放大器的增益A0N一般设计在100dB左右,因此,即使主运放MAIN的失调电压VOSN达到100mV,整个电路的失调电压也仅为1μV。由于以上两个阶段不断交替进行,和CM将各自所寄存的上一阶段结果送入运放MAIN、NULL的调零端,这使得图2所示电路几乎不存在失调和漂移,可见,ICL7650是一种高增益、高共模抑制比和具有双端输入功能的运算放大器。     3应用电路 ICL7650除了具有普通运算放大器的特点和应用范围外,还具有高增益、高共模抑制比、失调小和漂移低等特点,所以常常被用在热电偶、电阻应变电桥、电荷传感器等测量微弱信号的前置放大器中。图3所示电路是某地震前兆信号采集系统的前置放大电路。系统中碳电极与信号调理器浮空地之间感应的自然地空