ZHCSIT7B September 2018 – August 2025 TMUX6119
PRODUCTION DATA
斬波放大器的工作原理依賴于在將直流輸入信號饋送到交流耦合寬帶放大器之前將其轉換為交流電的概念。該轉換利用 SPDT 開關將輸入直流信號“斬波”為交流電壓。然后，放大器的輸出由另一個 SPDT 開關調制，將信號轉換回直流電。接下來，開關的輸出經(jīng)低通濾波（或集成）后變得平滑并產(chǎn)生最終的直流輸出。
斬波放大器的運行由 2 個階段組成，即采樣 (S) 階段和自動置零 (Z) 階段。在自動置零階段，開關切換至 Z 位置，電容器 C1和 C2 分別充電至放大器輸入和輸出偏移電壓。在采樣階段，開關切換至 S 位置，在此期間，VIN 通過 C1、寬帶放大器、C2 和積分器連接到 VOUT。輸入直流電壓由電容器 C1 交流耦合，再由寬帶放大器 A1 放大。C2 有助于減少由放大器的輸入偏移電壓引起的任何直流分量，積分器則有助于平滑輸出信號以產(chǎn)生所需的直流電壓輸出。
多種機制幫助降低斬波放大器設計的總體噪聲。直流增益是交流級與積分器直流增益的乘積，可以輕松達到 160dB 或更高的開環(huán)增益，因此可將增益誤差 VOUT/(A1×A2) 降低至接近于零。輸出積分器級中的偏移和漂移被前一個交流級的直流增益消除。因為放大級采用交流耦合，所以交流級中的直流漂移也不會產(chǎn)生影響。寬帶放大器的 1/f 噪聲由解調器調制為更高的頻率。
請注意，輸入信號頻率應遠小于斬波頻率的一半，以防止在此斬波放大器實現(xiàn)中出現(xiàn)混疊誤差。斬波頻率反過來受到寬帶放大器增益-相位限制以及由開關轉換時間和電荷注入引起的誤差的限制。TMUX6119 的開關轉換時間僅為 68ns（典型值），平均電荷注入小于 0.19pC，因此非常適合斬波放大器實現(xiàn)。不過，輸入信號頻率仍受到放大器性能的限制。如果需要更高的采樣頻率，可以使用斬波穩(wěn)定放大器或集成的零漂移放大器（如 OPA2188）來滿足要求。