無需其它器件的低噪聲自調(diào)零放大器

　Analog Devices AD8553儀表放大器的獨(dú)特架構(gòu)降低并聯(lián)設(shè)備噪聲。

　　Analog Devices AD8553自調(diào)零儀表放大器具有獨(dú)特架構(gòu)，其兩個(gè)增益設(shè)置電阻沒有公共結(jié)點(diǎn)（參考文獻(xiàn)1）。IC的前端是一個(gè)精密電壓電流轉(zhuǎn)換器，其中一個(gè)增益設(shè)置電阻R₁設(shè)置跨導(dǎo)的大小。IC的末端是一個(gè)精密電流電壓轉(zhuǎn)換器，它的反饋電阻R₂的值，根據(jù)G=2(R₂/R₁)共同決定全部電壓增益?？梢园l(fā)現(xiàn)，兩個(gè)增益設(shè)置電阻是獨(dú)立的，輸入端的電壓控制電流源，用減少放大器數(shù)量的方法，滿足嚴(yán)格的低噪聲要求。

　　多使用放大器減小噪聲分兩步。首先，假設(shè)放大器的隨機(jī)噪聲源相互獨(dú)立。進(jìn)一步，假設(shè)噪聲服從高斯分布。當(dāng)平均經(jīng)典電壓放大器的輸出時(shí)，通過使用N個(gè)放大器和三倍電阻減少噪聲到1/ （參考文獻(xiàn)2）。AD8553內(nèi)部架構(gòu)對幾乎無限個(gè)并聯(lián)IC工作時(shí)，僅允許使用N+1個(gè)電阻。通過并聯(lián)更多IC各自的輸入引腳，連接內(nèi)部電壓電流源容易并聯(lián)工作（圖1）。微伏級的輸入電壓偏置與若干IC的并聯(lián)輸入引腳配合不當(dāng)是無害的，因?yàn)殡妷弘娏鬓D(zhuǎn)換器的輸出電阻理論上是無窮大的。

　　并聯(lián)N次輸入端的網(wǎng)絡(luò)結(jié)果是單IC輸出電流的N(V_INP–V_INN)/(2R₁)或N倍?？梢詢H使用N個(gè)IC電流電壓端的一個(gè)。端反饋電阻為R₂/N，在此，R₂為單IC的期望電壓增益A_V值。由于放大器噪聲的主要來源為輸入端，假設(shè)N個(gè)并聯(lián)電壓電流轉(zhuǎn)換器輸出電流的隨機(jī)器件標(biāo)準(zhǔn)差為σ_NI=σ_I× ，σ_I為電壓電流轉(zhuǎn)換器輸出電流的隨機(jī)器件標(biāo)準(zhǔn)差。這些結(jié)果與參考文獻(xiàn)2中的不同，文獻(xiàn)中作者通過多電壓平均的方法實(shí)現(xiàn)減小噪聲。另一方面，圖1電壓電流轉(zhuǎn)換器的共模輸出中電流的決定成分為單IC的N倍。下面的公式計(jì)算RSNR（相對信噪比），定義超過輸出噪聲標(biāo)準(zhǔn)差的輸出電流：RSNR_N=(N×I)/(σI×)=×RSNR₁。實(shí)際上，意味著電路噪聲減少到單IC的1/ 。