作者：Nathan Carter and Chilann Chan

數(shù)據(jù)采集、傳感器信號調(diào)理和其他輸入信號在寬范圍內(nèi)變化的應用需要增益可選放大器。傳統(tǒng)的增益可選放大器使用反饋環(huán)路中的開關(guān)將電阻連接到反相輸入，但開關(guān)電阻會降低放大器的噪聲性能，在反相輸入端增加大量電容，并導致非線性增益誤差。當使用低噪聲放大器時，額外的噪聲和電容尤其麻煩，非線性增益誤差在精密應用中存在問題。

圖1.使用ADA4896-2和ADG633構(gòu)建低噪聲、增益可選放大器來驅(qū)動低電阻負載。

圖1所示的增益可選放大器采用創(chuàng)新的開關(guān)技術(shù)，可保持ADA4896-2的1 nV/√Hz噪聲性能，同時降低非線性增益誤差。通過這種技術(shù)，用戶可以選擇具有最小電容的開關(guān)，以最大化電路的帶寬。

這些開關(guān)采用ADG633三通道單刀雙擲CMOS開關(guān)實現(xiàn)，配置為S1A和S2A導通，或S1B和S2B導通。開關(guān)S1連接到反饋電阻的輸出端，開關(guān)S2在非線性開關(guān)電阻不影響增益的點（V1或V2）采樣。這降低了增益誤差，同時保持了噪聲性能。如圖所示值所示，當“A”開關(guān)導通時，第一級放大器增益為4 V/V，當“B”開關(guān)導通時，第一級放大器增益為2 V/V。開關(guān)增益的數(shù)量可以通過額外的開關(guān)封裝或使用多路復用器（如4：1 ADG659或8：1 ADG658）來擴展。

請注意，失調(diào)是由流過S2采樣開關(guān)非線性導通電阻的輸出緩沖器的輸入偏置電流產(chǎn)生的。為了補償此偏移，請將未使用的開關(guān)（S3B）放在輸出緩沖器的反饋路徑中。

此外，輸入放大器的偏置電流會導致增益相關(guān)失調(diào)。由于輸入放大器和輸出緩沖器構(gòu)建在同一芯片上，因此它們的偏置電流的相對匹配可用于抵消變化的失調(diào)。放置一個電阻等于 R 之差F2和 RF1與開關(guān) S2A 串聯(lián)時，失調(diào)電壓變化較小。

以下推導表明，在V1處采樣可產(chǎn)生所需的信號增益，而不會出現(xiàn)增益誤差。RS表示開關(guān)電阻。V2 可以使用相同的方法派生。

將等式1代入等式2，

請注意，如果VO1產(chǎn)生所需的信號增益，無增益誤差，緩沖輸出，VO2，也將沒有增益誤差。圖2顯示了電路在VO2.

圖2.頻率響應VO2

審核編輯：郭婷