本文将介绍TI公司的op2333p微功率高精度运算放大器。
该OPA2333P工作于单电源或双电源1.8 V至5.5 V，具有10 $$\mu V$$的最大偏置电压，并包含一个零漂移结构，产生0.05 $$\mu V/ ^{\circ} C$$的最大偏置电压漂移。零漂移特性也改善了设备在低频的噪声性能。
在0.01 ~ 10hz范围内，OPA2333P具有1.1 $$\mu V_{P-P}$$噪声。该设备有轨到轨的输入和输出，并绘制17 $$\mu a $$的静态电流。所有这些都打包在一个2mm x 2mm的WSON包中。
原理框图
的功能框图OPA2333P如图1所示。
图1所示。图片由德州仪器公司．
该设备使用专有技术抵消取消该技术将偏置电压降低到小于10 $$\mu V$$，并产生接近零漂移的操作。
有四个跨导级，分别用GM1、GM2、GM3和GM_FF表示。以CHOP1和CHOP2表示的块是用于实现上述自动校准技术的交换网络。用陷波滤波器进一步衰减误差。在本文的其余部分中，我们将简要介绍使用的偏移量减少技术“透明国际”的高精度运算放大器．
偏置电压和漂移
输入偏置电压($$V_{OS}$$)和输入偏置电压随时间或温度的漂移($$\frac{dV_{OS}}{dT}$$)是放大器的两个重要参数。当放大低频信号时，放大器的$$V_{OS}$$与所测量的信号无法区分。这可能会引入测量误差。此外，偏置电压漂移会使该误差随时间或温度而变化。因此，放大器的偏置和漂移应该根据给定应用的要求仔细选择。
对于高分辨率的测量，我们通常需要低于1mv的偏置电压。有了放大器的偏置和漂移值以及应用的工作温度范围，我们可以找到最坏情况下温度偏移误差由:
$ $ | V_ {OS,马克斯}| = | V_ {OS(25 ^{\保监会}C)} | + | \压裂{dV_ {OS}} {dT} | \ *(应用程序\;温度\;范围)$ $
这个最大偏移误差为我们提供了一些有关放大器可测量的最小直流电压的信息，尽管还有其他因素，如放大器噪声，可以影响最小可检测值。您可以在TI社区文章中找到详细信息和示例nanopower放大器．
当使用微伏信号时，需要具有极低偏置电压和漂移的放大器。一些放大器，如OPA2333P，采用内部校准机制，有效降低偏置电压和漂移。这些放大器通常被称为零漂移放大器。OPA2333P的最大偏移量和漂移量分别为10 $$\mu V$$和0.05 $$\mu V/ ^{\circ} C$$。
零漂移放大器如何减小偏移和漂移?
让我们看一下OPA2333P用于执行偏移抵消的技术。目标是消除图1中GM1的偏移量。这种偏置电压可以建模为GM1输入端的电压源，如下面的图2和图3所示。在这些图中，交换网络代表了图1中的CHOP1和CHOP2块中的电路。
当输入应用于+IN和IN引脚时，偏移量可以被建模为GM1输入端的电压源。这是让OPA2333P区分输入信号和偏置电压的主要特征。
偏移抵消技术包含两个不同的半周期。前半周期如图2所示。电压$$V_{OS}$$被Gm1放大，并施加到电容器$$C_{c}$$的下一阶段输入。开关的配置方式是使$$C_{c}$$的下极板带正电荷。
图2。图片由德州仪器公司．
现在，考虑如图3所示的另一个阶段。电压$$V_{OS}$$又经历了Gm1的增益，然后在$$C_{c}$$上进行采样。然而，在这种情况下，开关配置已经改变，电容器的上极板有一个正电荷。换句话说，开关的布置方式是使偏置电压在一个半周期内达到GM2而没有反转，在另一个半周期内达到反转。因此，由偏置电压产生的误差电压将被平均为零。
图3。图片由德州仪器公司．
为了防止输入信号被抵消，另一组开关被放置在输入引脚和Gm1之间。这些开关以一种输入信号总是到达具有相同极性的GM2的方式打开和关闭。因此，输入电压不会被自校正机制平均为零。
现在让我们看看这个设备的其他一些有趣的功能。
低频噪声性能
自校正机制不仅降低了器件的偏置和漂移，而且还抑制了器件的低频噪声。下面的图4比较了零漂放大器和传统连续时间放大器的低频噪声。
图4。图片由德州仪器公司．
一般来说，零漂放大器的低频噪声要比连续时间放大器低得多。在0.01 ~ 10hz范围内，OPA2333P具有1.1 $$\mu V_{P-P}$$噪声。
指定启动时间
为了确保高精度操作，OPA2333P在设备通电后具有500 $$\mu s$$的指定启动时间。在启动时间后，设备保证达到规定的精度。测试配置和启动时间的定义分别如图5和图6所示。
图5。图片由德州仪器公司．
图6。图片由德州仪器公司．
如图6所示，启动时间定义为接通电源后，设备输出与标称值的距离在20mv以内所需要的时间。
输出摆动
对于单电源运算放大器，输出一般不能摆动到地电位。一个好的单电源运算放大器的输出只能接近地电位。有些应用需要从0v到正电源轨的电压摆动。在这些应用程序中，我们可以使用如图7所示的OPA2333P。
图7。图片由德州仪器公司．
使用这种配置，OPA2333P输出可以摆动到电压，甚至略低于地电位(约-2 mV)，而不失去其指定的精度。看到设备数据表为更多的细节。
还请注意，不像传统的轨对轨放大器所展示的交叉失真， OPA2333P提供了轨到轨的电压摆动，而不受与传统结构相关的交叉失真。
在本文中，我们研究了德州仪器公司的OPA2333P的一些最重要的特性。你有使用这个零漂移放大器或其他类似部件的经验吗?请在下面的评论中告诉我们。
沪元