自动调零运算放大器――便携式信号调理应用固有的优点

在基于自动调零的放大器中，1/f噪声在失调校正的过程中被滤除了。由于该噪声源出现在输入端，并且噪声信号变化相对较慢，因此可认为是放大器失调的一部分，能相应地得到补偿。

4低偏置电流
偏置电流就是流入放大器输入偏置输入晶体管的总电流。该电流的强度可在μA级别到pA级别不等，很大程度上取决于放大器输入电路的架构。当将高阻抗传感器连接到放大器输入时，该参数变得极为重要。偏置电流流经该高阻抗传感器时，传感器上会产生压降，导致电压误差。对于这些应用，就需要低偏置电流。

实际上，现今市场上的所有自动调零放大器均采用CMOS输入级，可产生很低的偏置电流。但是，来自内部开关的注入电荷会使偏置电流略高于更传统的CMOS输入运放。

5静态电流
对于电池供电的应用，静态电流是个关键参数。由于调零放大器和支持自校正自动调零架构所需的其他电路，在带宽和压摆率给定的情况下，自动调零放大器通常会比传统放大器消耗更多的静态电流。已对此进行了重大改进以提高该架构的效率。部分运放（例如， MCP6V03）提供片选或关断引脚，以便在器件不工作时尽可能减小静态电流。

应用示例：便携式口袋秤
以上指出了自动调零架构有助于提高放大器性能的几个参数。下面将探讨使用应变计的应用示例，它会突显出自动调零放大器的部分优势。

便携秤是被广受用于称量如贵金属、珠宝和药物等小物件的设备。这些设备用电池供电，通常需要达到1/10g的精度，甚至更高。因此，该应用需要对用于称重的应变计进行高精度而低功耗的信号调理。

应变计使用电阻来测定各外力造成的应变量。有几类不同的应变计，最常见的是金属应变计。此类应变计金属线或小片金属箔组成。施力时，应变计上应力（或正或负）的改变会导致应变计电阻改变。随后通过测量电阻的变化量即可获知所施加的力的大小。通常将一个或多个应变计以惠斯通电桥的方式连接，因为这种电路能提供优异的灵敏度。电阻值的改变是很小的，因此惠斯通电桥电路的总电压输出也很小。对于本例，我们假定输出满量程电压为10mV。

图2是用于分析该应用的一个简化电路。请注意，该电路并非用于完整表示实际的电路，而是经过简化来展示自动调零架构的优点。例如，惠斯通电桥电路的输出应经过缓冲以提供高阻抗输入，但以下电路图并未显示缓冲电路。在该电路中，放大器的差动增益被配置为500，因此理想状态下惠斯通电桥的满量程输出可经过放大器变为5V输出。

图2 简化的应用电路

由于该应用需要大增益，因此放大器的失调电压很关键。放大器造成的任何电压失调，都会被增益放大。例如，MCP606是一个CMOS运放，其内带有一个非易失性存储器以减小输入失调电压，在这种情况下，室温时的最大失调电压为250μV（室温下）的最大失调。