單電源供電的全差分?jǐn)夭ㄟ\(yùn)放電路
1 引言
本文在0.35微米N阱工藝的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了單電源供電的全差分斬波運(yùn)放電路,同時(shí),為了減小殘余電壓的失調(diào), 采用了T/H(跟蹤-保持)解調(diào)技術(shù),該電路在斬波頻率150KHz工作時(shí),輸入等效噪聲達(dá)到31.12nV/Hz。
2 斬波運(yùn)放的工作原理
斬波運(yùn)放的原理如圖1所示,其中Vin是輸入音頻信號(hào),被頻率為fch,幅度為1的斬波開關(guān)調(diào)制,根據(jù)奈奎斯特采樣原理,為了避免信輸入信號(hào)的混疊,fch必須遠(yuǎn)大于2倍的信號(hào)帶寬。
圖1 斬波運(yùn)放的原理
經(jīng)過調(diào)制后,信號(hào)的被搬移到斬波方波的奇次諧波頻率上。此信號(hào)被增益為Av的運(yùn)算放大器放大,同時(shí)運(yùn)放的輸入噪聲和輸入失調(diào)電壓也被運(yùn)放放大,運(yùn)放的輸出經(jīng)過幅度為1,頻率為fch的斬波開關(guān)調(diào)制后,輸出信號(hào)為:
從式(1)可以看出,經(jīng)過第2次斬波后,輸入音頻信號(hào)被解調(diào)到低頻段,而運(yùn)放的電壓失調(diào)和低頻噪聲只經(jīng)過一次調(diào)制后被搬移到斬波方波的高頻奇次諧波上,通過低通濾波后,輸出信號(hào)中的高頻分量被濾除,低頻分量還原為音頻信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)了對音頻信號(hào)的精確放大。
對輸出信號(hào)進(jìn)行傅立葉分析,得到運(yùn)放的最終輸入噪聲譜密度(PSD)為:
其中系數(shù)K與工藝的噪聲參數(shù)有關(guān)。
3 運(yùn)放電路的設(shè)計(jì)
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