自動調零運算放大器――便攜式信號調理應用固有的優點

在基于自動調零的放大器中，1/f噪聲在失調校正的過程中被濾除了。由于該噪聲源出現在輸入端，并且噪聲信號變化相對較慢，因此可認為是放大器失調的一部分，能相應地得到補償。

4低偏置電流
偏置電流就是流入放大器輸入偏置輸入晶體管的總電流。該電流的強度可在μA級別到pA級別不等，很大程度上取決于放大器輸入電路的架構。當將高阻抗傳感器連接到放大器輸入時，該參數變得極為重要。偏置電流流經該高阻抗傳感器時，傳感器上會產生壓降，導致電壓誤差。對于這些應用，就需要低偏置電流。

實際上，現今市場上的所有自動調零放大器均采用CMOS輸入級，可產生很低的偏置電流。但是，來自內部開關的注入電荷會使偏置電流略高于更傳統的CMOS輸入運放。

5靜態電流
對于電池供電的應用，靜態電流是個關鍵參數。由于調零放大器和支持自校正自動調零架構所需的其他電路，在帶寬和壓擺率給定的情況下，自動調零放大器通常會比傳統放大器消耗更多的靜態電流。已對此進行了重大改進以提高該架構的效率。部分運放（例如， MCP6V03）提供片選或關斷引腳，以便在器件不工作時盡可能減小靜態電流。

應用示例：便攜式口袋秤
以上指出了自動調零架構有助于提高放大器性能的幾個參數。下面將探討使用應變計的應用示例，它會突顯出自動調零放大器的部分優勢。

便攜秤是被廣受用于稱量如貴金屬、珠寶和藥物等小物件的設備。這些設備用電池供電，通常需要達到1/10g的精度，甚至更高。因此，該應用需要對用于稱重的應變計進行高精度而低功耗的信號調理。

應變計使用電阻來測定各外力造成的應變量。有幾類不同的應變計，最常見的是金屬應變計。此類應變計金屬線或小片金屬箔組成。施力時，應變計上應力（或正或負）的改變會導致應變計電阻改變。隨后通過測量電阻的變化量即可獲知所施加的力的大小。通常將一個或多個應變計以惠斯通電橋的方式連接，因為這種電路能提供優異的靈敏度。電阻值的改變是很小的，因此惠斯通電橋電路的總電壓輸出也很小。對于本例，我們假定輸出滿量程電壓為10mV。

圖2是用于分析該應用的一個簡化電路。請注意，該電路并非用于完整表示實際的電路，而是經過簡化來展示自動調零架構的優點。例如，惠斯通電橋電路的輸出應經過緩沖以提供高阻抗輸入，但以下電路圖并未顯示緩沖電路。在該電路中，放大器的差動增益被配置為500，因此理想狀態下惠斯通電橋的滿量程輸出可經過放大器變為5V輸出。

圖2 簡化的應用電路

由于該應用需要大增益，因此放大器的失調電壓很關鍵。放大器造成的任何電壓失調，都會被增益放大。例如，MCP606是一個CMOS運放，其內帶有一個非易失性存儲器以減小輸入失調電壓，在這種情況下，室溫時的最大失調電壓為250μV（室溫下）的最大失調。