毫微伏特放大器設計的制作方法
【專利摘要】本發明公開了毫微伏特放大器設計。一種電路可以包括:具有第一輸入、第二輸入和輸出的運算放大器、在op-amp的輸出和地之間串聯的第一和第二電阻器、以及多個開關,多個開關可配置為在正階段和負階段之間切換該電路。
【專利說明】毫微伏特放大器設計
【技術領域】
[0001] 本發明涉及毫微伏特放大器設計。
【背景技術】
[0002] 目前存在兩種已知技術,其中毫微伏特儀可以減小放大器偏移漂移。第一個技術, 通常稱為測零方法并且由圖1圖示,包括兩階段測量:輸入的測量和電路公共端的測量。 兩個測量之間的差可以用于去除放大器A和衰減器的偏移以及測量電路(例如模數轉換器 (ADC))的偏移。
[0003] 當開關102處于第一狀態,例如在Hi (如所示的),結果電壓VQUT 1由下式給出:
【權利要求】
1. 一種電路,包括: 運算放大器(op-amp),具有第一輸入( + )、第二輸入(-)和輸出,所述輸出具有輸出電 壓votjt,其中在0P_amP的第一和第二輸入之間存在偏移電壓; 第一電阻器&,具有電稱合到op-amp的輸出的第一末端和第二末端; 第二電阻器R2,電耦合在第一電阻器的第二末端和地之間; 第一開關,具有第一位置和第二位置,op-amp的第一輸入(+ )在第一位置電稱合到第 一輸入源(Hi), op-amp的第二輸入(-)在第二位置電稱合到第一輸入源(Hi); 第二開關,具有第一位置和第二位置,op-amp的輸出在第一位置電稱合到op-amp的第 二輸入(_),op-amp的輸出在第二位置電耦合到第二輸入源(Lo);以及 第三開關,具有第一位置和第二位置,第二輸入源(Lo)在第一位置電耦合到第一電 阻器的第二末端,第一輸入源(Hi)在第二位置電耦合到第一電阻器的第二末端,其中在第 一和第二輸入源之間存在輸入電壓V IN,并且其中在第一電阻器的第二末端處存在熱電壓 (VT)。
2. 根據權利要求1的電路,其中當第一、第二和第三開關中的每個都處于第一位置時 所述電路處于正階段。
3. 根據權利要求2的電路,其中當所述電路處于正階段時,輸出電壓VOTT是VOTT+,并且 進一步其中輸出電壓V OTT+和測量的偏移電壓VM()S的總和由下式確定:
4. 根據權利要求3的電路,其中當第一、第二和第三開關中的每個都處于第二位置時 所述電路處于負階段。
5. 根據權利要求4的電路,其中當所述電路處于負階段時,輸出電壓VOTT是VOTT_,并且 進一步其中輸出電壓V OTT_和測量的偏移電壓VM()S的總和由下式確定:
6. 根據權利要求5的電路,其中測量電壓VMeas可以由下式確定:
7. -種電路,包括: 第一運算放大器(op-amp),具有第一輸入( + )、第二輸入(-)和輸出,其中在第一 op-amp的第一和第二輸入之間存在第一偏移電壓V〇s_A ; 第一電阻器&,具有電稱合到op-amp的輸出的第一末端和第二末端; 第二op-amp,具有電稱合到地的第一輸入、第二輸入(-)和輸出,其中在第二op-amp的 第一和第二輸入之間存在第二偏移電壓V〇s_B ; 第二電阻器R2,電f禹合在第一電阻器的第二末端和第二〇p-amp的輸出之間; 第一開關,具有第一位置和第二位置,第一 op-amp的第一輸入(+ )在第一位置電f禹合 到第一輸入源(Hi),第一 op-amp的第二輸入(-)在第二位置電稱合到第一輸入源(Hi); 第二開關,具有第一位置和第二位置,第一 op-amp的輸出在第一位置電稱合到第二 op-amp的第二輸入(-),第二op-amp的第二輸入(-)在第二位置電稱合到第一輸入源(Hi); 以及 第三開關,具有第一位置和第二位置,第一電阻器的第二末端在第一位置電耦合到第 二輸入源(Lo),第一電阻器的第二末端在第二位置電耦合到第二op-amp的第二輸入(-), 其中在第一和第二輸入源之間存在輸入電壓VIN,其中在第一電阻器的第二末端處存在熱電 壓(VT),并且進一步其中在第一和第二op-amp的輸出之間存在輸出電壓V QUT。
8. 根據權利要求7的電路,其中當第一、第二和第三開關中的每個都處于第二位置時 所述電路處于正階段。
9. 根據權利要求8的電路,其中當所述電路處于正階段時輸出電壓VTOT是VTOT_P,并且 進一步其中輸出電壓V OTT_P和測量的偏移電壓VM()S的總和由下式確定:
10. 根據權利要求9的電路,其中當第一、第二和第三開關中的每個都處于第一位置時 所述電路處于負階段。
11. 根據權利要求10的電路,其中當所述電路處于負階段時輸出電壓VOTT是VTOT_N,并 且進一步其中輸出電壓V OTT_N和測量的偏移電壓VM()S的總和由下式確定:
12. 根據權利要求11的電路,其中結果輸出電壓VOTT可以由下式確定:
13. 根據權利要求7的電路,進一步包括第二op-amp的第一輸入和底盤之間的電容。
14. 根據權利要求7的電路,進一步包括所述電路周圍的防護罩。
15. 根據權利要求14的電路,其中所述防護罩是法拉第罩。
16. 根據權利要求14的電路,進一步包括所述防護罩和底盤之間的電容。
17. 根據權利要求7的電路,進一步包括至少一個附加電阻器,電放置在第一和第二電 阻器之間。
18. 根據權利要求17的電路,進一步包括所述電路周圍的防護罩。
【文檔編號】G01R19/25GK104218906SQ201410236660
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2013年5月30日
【發明者】W.C.格克 申請人:基思利儀器公司