低失调运放的动态失调消除技术
采用 Chopping、Auto-zeroing 和 Chopper Stabilization 等动态失调消除技术，可实现 µV 级失调的 CMOS 运放，满足精密传感器的读出需求。Qinwen Fan/Huijsing/Makinwa 在 AACD 2015 系统综述了这些技术的工作机理、非理想效应及 ripple 抑制方案。
三种动态失调消除技术
| 技术 | 原理 | 残余失调 | 特点 |
|---|---|---|---|
| Chopping | 信号调制到高频→放大→解调回基带，失调被调制到斩波频率 | < 1 µV | 连续时间，但产生输出纹波 |
| Auto-zeroing | 采样失调→保持→在信号通路中扣除 | 1–10 µV | 离散时间（采样噪声折叠） |
| Chopper Stabilization | 高频路径 Chopping + 低频路径 DC 耦合 | < 1 µV | 连续时间 + 低纹波 |
Ripple 抑制技术
Chopping 将失调上变频至斩波频率 → 需要额外滤波：
- 陷波滤波：在 处放置陷波
- 自调节反馈：检测纹波并反馈补偿
- 多路径组合：高频 Chopping + 低频 Auxiliary 路径
Ping-Pong Auto-zeroing
- 两个相同的放大器交替工作 → 一个放大信号，另一个进行归零
- 实现连续时间行为
- 消除自动归零的采样间隙
与现有概念的关系
- 失调消除技术 — 广义失调消除框架
- Chopper 与 Auto-Zeroing 放大器技术 — 同类技术深度扩展
- CMOS智能温度传感器原理 — 精密前端需要失调消除
来源
- Makinwa 2016 AACD Efficient Sensor Interfaces 深度解析 — Ch11: Low-Offset Opamps (Fan, Huijsing, Makinwa)