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單電源供電的全差分斬波運放電路

作者: 時間:2012-10-22 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
(255,255,255); orphans: 2; widows: 2; -webkit-text-size-adjust: auto; -webkit-text-stroke-width: 0px">  本文設(shè)計的斬渡放大器為CMOS電路結(jié)構(gòu)。由開關(guān)、主、輸出級和共模反饋電路四部分組成。電路的工作電壓范圍2.5V~5.5V。運算放大器的電路結(jié)構(gòu)如圖2所示。

  

斬波運放的電路結(jié)構(gòu)

  圖2 運放的電路結(jié)構(gòu)

  輸入斬波開關(guān)完成對音頻信號的調(diào)制作用,斬波開關(guān)在時鐘上沿和下沿都會引入殘余電壓失調(diào),圖3為零輸入時殘余失調(diào)電壓的波形。

  

殘余失調(diào)電壓;斬波信號

  圖3(a)殘余失調(diào)電壓(b)斬波信號

  

T/H解調(diào)及控制時序

  圖4 T/H解調(diào)及控制時序

通過對CMOS開關(guān)特性分析可以得出等效輸入殘余失調(diào)電壓為Vos,rmts=2Vspiketfch,其中t是MOS開關(guān)的時間常數(shù),從此式可以看出消除殘余電壓失調(diào)有三種方法:

  1.降低斬波頻率:

  2.減小輸入電阻;

  3.減小斬波開關(guān)的電荷注入效應(yīng)。

  由于MOS管1/f噪聲的拐角頻率一般都在幾十KHz以上,減小斬波頻率不能很好地對1/f噪聲進行調(diào)制,而輸入電阻只與信號源內(nèi)阻有關(guān),在設(shè)計中很難將輸入電阻降低,因此只能考慮減小開關(guān)的電荷注入效應(yīng)。為此輸入斬波開關(guān)采用互補時鐘結(jié)構(gòu),在尺寸上使用最小線寬,一方面能夠減小傳輸?shù)膶娮?,提供較大的電壓擺幅;另一方面減小了電荷注入和饋通的影響,降低了殘余電壓失調(diào)。考慮到PMOS管比NMOS管的1/f噪聲特性好,所以輸入管MP1和MP2采用大面積的PMOS管,既能減小因器件的失配引起的電壓失調(diào),又可以降低晶體管1/f噪聲的拐角頻率,改善運放的噪聲特性。

  為了更小地降低殘余電壓失調(diào),fold—cascode運放的輸出采用T/H解調(diào)技術(shù),電路結(jié)構(gòu)和時序如圖4。該電路的工作原理:在跟蹤信號時K1~K4閉合,K5~K8斷開,輸出信號保持在電容C1和C2上,當電

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