ZHCSIT7B September 2018 – August 2025 TMUX6119
PRODUCTION DATA
斩波放大器的工作原理依赖于在将直流输入信号馈送到交流耦合宽带放大器之前将其转换为交流电的概念。该转换利用 SPDT 开关将输入直流信号“斩波”为交流电压。然后，放大器的输出由另一个 SPDT 开关调制，将信号转换回直流电。接下来，开关的输出经低通滤波（或集成）后变得平滑并产生最终的直流输出。
斩波放大器的运行由 2 个阶段组成，即采样 (S) 阶段和自动置零 (Z) 阶段。在自动置零阶段，开关切换至 Z 位置，电容器 C1和 C2 分别充电至放大器输入和输出偏移电压。在采样阶段，开关切换至 S 位置，在此期间，VIN 通过 C1、宽带放大器、C2 和积分器连接到 VOUT。输入直流电压由电容器 C1 交流耦合，再由宽带放大器 A1 放大。C2 有助于减少由放大器的输入偏移电压引起的任何直流分量，积分器则有助于平滑输出信号以产生所需的直流电压输出。
多种机制帮助降低斩波放大器设计的总体噪声。直流增益是交流级与积分器直流增益的乘积，可以轻松达到 160dB 或更高的开环增益，因此可将增益误差 VOUT/(A1×A2) 降低至接近于零。输出积分器级中的偏移和漂移被前一个交流级的直流增益消除。因为放大级采用交流耦合，所以交流级中的直流漂移也不会产生影响。宽带放大器的 1/f 噪声由解调器调制为更高的频率。
请注意，输入信号频率应远小于斩波频率的一半，以防止在此斩波放大器实现中出现混叠误差。斩波频率反过来受到宽带放大器增益-相位限制以及由开关转换时间和电荷注入引起的误差的限制。TMUX6119 的开关转换时间仅为 68ns（典型值），平均电荷注入小于 0.19pC，因此非常适合斩波放大器实现。不过，输入信号频率仍受到放大器性能的限制。如果需要更高的采样频率，可以使用斩波稳定放大器或集成的零漂移放大器（如 OPA2188）来满足要求。