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摘 要：本文介绍了斩波自动稳零集成运算放大器中斩波技术和自动稳零的基本工作原理。利用这种放大器能够放大直流微弱信号(可以达到1pa)的特点，使用典型芯片icl7650设计了在光纤数字通信系统中对光端机进行平均光功率控制的电路。实验表明光端机短时功率波动小于0.05dbm。关键词：斩波；自动稳零；激光器平均光功率控制 ---在电子电路设计中，经常需要放大微弱的直流信号或缓慢变化的信号。而一般集成运算放大器都是利用参数补偿原理的直接耦合或者阻容耦合放大器，它们的初始失调参数并不等于零，而是用调零电位器或精密修正技术的调节来进行失调参数的补偿。如此使得直接耦合放大器在放大信号的同时也放大了温漂，而阻容耦合放大器虽然能够抑制温漂，但不能用来放大微弱的直流信号或缓慢变化的信号，它会把这种信号作为温漂给抑制掉。使用斩波自动稳零就能很好解决抑制温漂和放大微弱直流信号这个问题。 斩波技术基本原理---如果将直流信号(或缓慢变化的信号)转换成交流信号(它的幅值与直流信号的幅值成正比)，然后用交流放大电路放大，再把它复原为直流信号，便可以较好地解决抑制温漂和放大微弱直流信号的矛盾。这就
摘要： 介绍了icl7650 斩波集成运放的性能， 并采用该器件设计了一个弱信号的前置放大电路， 通过multisim 8 软件进行仿真和测试， 其增益、幅频特性、信噪比等性能指标都能达到设计的要求。该电路结构简单， 对直流、低频微弱电信号放大具有一定的参考使用价值。 1 引言 运算放大器（op-amp）简称运放， 因最初主要用于模拟量的数学运算而得名。它是一个高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的直接耦合多级放大电路， 也是最基本、最具代表性、应用最广泛的一种模拟集成电路。随着集成电路技术的迅速发展， 电路性能设计的完善， 集成运放正以无可比拟的优异性深入到各个领域。普通的集成运放一般具有mv 级的失调电压和每度数微伏的温度漂移， 因而将集成运放直接用于微弱信号的放大是十分困难的。然而在工业自动化控制、过程控制中， 运放常被用于放大来自传感器的低电平信号， 这就要求用作前置放大器的集成运放具有高的输入阻抗， 低的输出阻抗， 低失调电压和温度漂移以及精密的反馈特性和高的共模抑制比能力， 否则造成的漂移问题将使系统无法正常工作， icl7650 正是为适应上述要求而研制成功的。 2
指示灯亮，当计算机与该仪器进行通讯时，此指示灯闪烁。 1.2 信号调理电路的设计 信号调理电路主要包括模拟信号多路选择、滤波和信号放大等组成部分，电路如图3所示。 系统电路设计中，只使用了单片机c8051f000本身自带的一路模拟输入ain0；在单片机外围用多路模拟开关cd4051扩展了8路模拟输入。当单片机给cd4066的引脚cont1输入一个低电平、给引脚cont2输入一个高电平时，cd4066的引脚in1和out1之间断开、引脚in2和out2之间短接，运算放大器icl7650的负端输入与它的输出断开，此时icl7650对它的输入信号放大8倍；当单片机给cd4066的引脚cont1输入一个高电平、引脚cont2输入一个低电平时，cd4066的引脚in1和out1之间短接、引脚in2和out2之间断开，icl7650的负端输入与它的输出直接短接，此时icl7650和它的外围电路一起组成了一个电压跟随器，只是增大a/d转换器的输入阻抗，并不对它的输入信号进行增益放大。 c8051f000片内集成的增益放大器pga编程范围为0.5～16，当icl7650作为一个电压跟
路的设计与优化都是重中之重， 它性能的稳定以及相关参数的合理性将决定着整个检测系统的设计成败。 光电转化电路将传感器光电二极管输出的微电信号放大，光电转换电路如图2所示。 硅光二极管处于反相偏置，使硅光二极管工作在其伏安特性的第三相限，光强与光电流呈线性关系，相对于零偏置这种形式的电路具有更低的噪声和更好的线性度。由于硅光二极管输出电流较小，因此为了减小运放的偏置电流对测量的影响，必须选取低偏置电流的运放；此外，温漂、失调电流、失调电压等参数也得考虑。综合考虑，选用maxim公司的icl7650运放，该芯片是利用动态校零技术和cmos工艺制作的斩波稳零式高精度运放，输入偏置电流在25℃时为1.5 pa、输入失调电压为1μv、失调电压温度系数为0.01μv／℃，输入电阻可以达到10×12 ω，此外其共模抑制比达到130 db。icl7650应用时需接2个0.1 μf的调零电容，为了稳定运算放大器输出信号的直流分量，需将钳位端（clamp）连接运算放大器的输入端和输出端，这样芯片会在输出达到饱和之前，在钳位端和输出端之间建立一个电流通道，从而防止电荷在校零和寄存电容上继续积累，减少电容的充
调、与cpu的连线最少，且增加转换位数时不会增加与cpu的连线，因此， vfc为ad 转换技术提供了一种廉价而有效的解决办法。 系统总体可以划分为电压采样部分、模拟- 数字转化部分，控制部分。其中电压采样部分包括:精密测试电压源。模拟- 数字转化部分包括:电压放大和偏置，v /f转换模块，计数转化模块。控制部分包括:控制器模块，键盘，显示模块，系统原理框如图1所示。 为实现各模块的功能，分别选取了较好的方案实现: ①精密基准源，精密低温漂高档基准源，分压;②电压放大及偏置，运算放大器icl7650; ③v /f转换，采用ad652芯片; ④频率测试，采用cpld (复杂可编程逻辑器件) ; ⑤控制器，采用凌阳的spec061a单片机; ⑥显示，采用液晶屏; ⑦电气隔离，采用光电耦合，所设计的系统如图2所示。 图1 系统原理框图 图2 所设计的系统框图 2 系统硬件设计 2. 1 精密测试基准源 对于16位的ad转换器，满幅度输入电压仅为100 mv，如果要测试它的性能，则需要极高精度和非常低温漂的基准源， 电路原理如图3 所示。 ad586是ad公司高
低源电流：2mA； 低偏移电压：1μV； 偏移电压无微调需要；高增益的CMRR和PSRR：120dB(最小值)； 具有时间和温度的低偏移漂流； 扩大的共模电压范围； 低DC输入偏置电流：10pA； 单片,低功率CMOS设计
a／w；从以上参数可以看出，在激光发出的光的一致好的情况下，误差是非常小的。 4 光电转化电路的设计 光电转化电路将传感器光电二极管输出的微电信号放大，光电转换电路。 硅光二极管处于反相偏置，使硅光二极管工作在其伏安特性的第三相限，光强与光电流呈线性关系，相对于零偏置这种形式的电路具有更低的噪声和更好的线性度。由于硅光二极管输出电流较小，因此为了减小运放的偏置电流对测量的影响，必须选取低偏置电流的运放；此外，温漂、失调电流、失调电压等参数也得考虑。综合考虑，选用maxim公司的icl7650运放，该芯片是利用动态校零技术和cmos工艺制作的斩波稳零式高精度运放，输入偏置电流在25℃时为1.5 pa、输入失调电压为1μv、失调电压温度系数为0.01μv／℃，输入电阻可以达到10×12 ω，此外其共模抑制比达到130 db。icl7650应用时需接2个0.1 μf的调零电容，为了稳定运算放大器输出信号的直流分量，需将钳位端(clamp)连接运算放大器的输入端和输出端，这样芯片会在输出达到饱和之前，在钳位端和输出端之间建立一个电流通道，从而防止电荷在校零和寄存电容上继续积累，减少电容的充
放大器的差分输入级。用fet作输入级，不仅输入阻抗高，输入偏置电流低，而且具有高速、宽带和低噪声等优点，但输入失调电压较大。常见的集成器件有lf356、lf355、lf347（四运放）及更高输入阻抗的ca3130、ca3140等。 3．低温漂型运算放大器 在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中，总是希望运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变化。低温漂型运算放大器就是为此而设计的。目前常用的高精度、低温漂运算放大器有op-07、op-27、ad508及由mosfet组成的斩波稳零型低漂移器件icl7650等。 4．高速型运算放大器 在快速a/d和d/a转换器、视频放大器中，要求集成运算放大器的转换速率sr一定要高，单位增益带宽bwg一定要足够大，像通用型集成运放是不能适合于高速应用的场合的。高速型运算放大器主要特点是具有高的转换速率和宽的频率响应。常见的运放有lm318、ma715等，其sr=50~70v/ms，bwg＞20mhz。 5．低功耗型运算放大器 由于电子电路集成化的最大优点是能使复杂电路小型轻便，所以随着便携式仪器应用范围的扩大，必须使用低电源电压供电、低功率消耗的运算放大器相适用。
型号(规格)数据表 功能简介 相同型号 ca3130 高输入阻抗运算放大器 ca3140 高输入阻抗运算放大器 cd4573 四可编程运算放大器 mc14573, icl7650 斩波稳零放大器 lf347 带宽四运算放大器 ka347 lf351 bi-fet单运算放大器 lf353 bi-fet双运算放大器 lf356 bi-fet单运算放大器 lf357 bi-fet单运算放大器 lf398 采样保持放大器 lf411 bi-fet单运算放大器 lf412 bi-fet双运放大器 lm124 低功耗四运算放大器(军用档) lm1458 双运算放大器 lm148 四运算放大器 lm224j 低功耗四运算放大器(工业档)
假设系统温度变化范围为0-120℃,则根据（1）式得电桥输出电压范围约为：0-20mv。 信号放大部分属于v-v放大,前面我们已经知道电桥的输出电压为0-20 mv,而a/d转换的输入电压为-5v-+5v,我们选用单极性输入+3v,这样可以确定放大器的增益为150倍（3v/20 mv）。放大器的极数与单极放大器的带宽增益有关,由于铁块控制系统中测量速度不是主要的,也就是说带宽问题不予考虑,如果我们选用带宽增益积较大的芯片,则使用单极放大就足够了。在这里我们选用差分式斩波稳零高精度运算放大器icl7650。一级放大接成双端差分输入,单端输出形式。放大器接成t型反馈网络,则放大器的放大倍数为： （2） 在应用时,各元件阻值可按照上图中选取,实际放大倍数应该根据系统需要通过微调rv2得到。 a/d转换芯片选择首先取决于控制系统对分辨率的要求,在本系统中要求达到控制温度范围为20~100摄氏度,控制精度为0.25摄氏度,则分辨率为： 100/0.25=400 若选用8位的a/d转换则分辨率为256,不能满足要求,故需要选用转换位数更高的芯片。本系统选用12位的a/d转换芯片icl7109
ca3130 高输入阻抗运算放大器 intersil[data] ca3140 高输入阻抗运算放大器 cd4573 四可编程运算放大器 mc14573 icl7650 斩波稳零放大器 lf347(ns[data]) 带宽四运算放大器 ka347 lf351 bi-fet单运算放大器 ns[data] lf353 bi-fet双运算放大器 ns[data] lf356 bi-fet单运算放大器 ns[data] lf357 bi-fet单运算放大器 ns[data] lf398 采样保持放大器 ns[data] lf411 bi-fet单运算放大器 ns[data] lf412 bi-fet双运放大器 ns[data] lm124 低功耗四运算放大器(军用档) ns[data]/ti[data] lm1458 双运算放大器 ns[data] lm148 四运算放大器 ns[data] lm224j 低功耗四运算放大器(工业档) ns[data]/ti[data] lm2902 四运算放大器 ns[data]/ti[data] lm2904 双运放大器 ns[data]/ti[data] lm301 运
如图所示为7812、lm317电源电路图。 传感器由外接±15vdc电压源供电，如左图所示。经过稳压变换成±12vdc，主要为icl7650和lf411供电。+12vdc同时为lm317供电输出由ro调节，并作为电桥电源，如右图。电桥输出信号首先由icl7650放大，再由lf411放大。 电桥采用双调零第一对称式，可以实现零点和低漂移调节，从而获得满意结果。 敏感头输出通常仅几十 mv，调整电路放大倍数可获得2v/g的比例系数。信号中含有高频噪声，故需进行过滤，消除几十 hz 以上的高频噪声。处理后的信号由四芯屏蔽线引出。 来源:阴雨
采用硬件直接相减法测量单体电压的电路 图中，icl7650是差模增益高达105/mv的运算放大器，从而能够保证运算放大器的同相输入端和反相输入端的电位相等，都等于地电位。rnp为保证运算放大器工作的平衡电阻。vna为n号蓄电池的高端电位，vnb为n号蓄电池的低端电位。 来源:疯狂男孩
传感器由外接±15vdc电压源供电，如图所示，经过稳压变换成±12vdc，主要为lm317 供电，+12dvc同时为lm317供电，输出又rc调节，并作为嗲桥电源，电桥信号首先有icl7650放大，再由lf411放大。 电桥采用双调零第一对称式，可以实现零点和低漂移调节，从而获得满意的结果。敏感头输出通常仅几十mv，调整电路放大倍数可获得2v∕g的比例系数，信号中含有高频噪声，故需进行滤波，消除几十hz以上的高频噪声，处理后的信号由四芯屏蔽线引出。 来源:阴雨
相关元件pdf下载：lm317 icl7650 irf220a sfr9220
大家看看:想设计一个微伏表我想设计一个微伏表,来测一个很小的电压信号(直流),用icl7135作a/d转换,用斩波稳零运放icl7650作1500倍放大,op77作跟随,发现失调电压反应到输出仍较大,现打算将icl7650两输入短接,op77的输出接一电容保持并送往icl7135的低输入端,测试时icl7650输入端短接处断开,op77输出端切换到icl7135高输入端.我想用这个电路达到万分之一的误差,因手头没有好的仪表,不能验证.哪位大虾做过类似电路,请帮忙看看能不能成功. * - 本贴最后修改时间：2005-1-23 12:31:05 修改者：西安周公
其实用icl7650作放大也可达到目的 传感桥用交流激励无非是想在微弱缓变的输入信号上迭加一个交流调制波后进行交流放大解调获得放大了的输入信号. 这部分工作可以让第四代运放icl7650来完成在电子电路设计中，经常需要放大微弱的直流信号或缓慢变化的信号。而一般集成运算放大器都是利用参数补偿原理的直接耦合或者阻容耦合放大器，它们的初始失调参数并不等于零，而是用调零电位器或精密修正技术的调节来进行失调参数的补偿。如此使得直接耦合放大器在放大信号的同时也放大了温漂，而阻容耦合放大器虽然能够抑制温漂，但不能用来放大微弱的直流信号或缓慢变化的信号，它会把这种信号作为温漂给抑制掉。使用斩波自动稳零就能很好解决抑制温漂和放大微弱直流信号这个问题。 斩波技术基本原理---如果将直流信号(或缓慢变化的信号)转换成交流信号(它的幅值与直流信号的幅值成正比)，然后用交流放大电路放大，再把它复原为直流信号，便可以较好地解决抑制温漂和放大微弱直流信号的矛盾。这就是斩波技术的基本指导思想，原理如图1所示。---输入的直流信号经过调制电路(或斩波电路)、放大电路、解调电路后，又恢复为直流输出。当然，这种电路由于调制型
回楼上，我用的运放是icl7650我用的运放是icl7650，电源电压采用的是微机电源，用的是5v
icl7650的噪声电压该怎么算呢?它的数据手册上只提供了两个噪声相关参数in和enp_p,代表10hz时功率谱密度和0-10hz时总噪声.通常计算运放都还得提供转折频率fce、fci等,如常用的ad745、ad797等,用这些参数有相应公式可以计算出运放输出噪声,现在icl7650只提供了两个参数,不知该如何计算它的输出噪声呢?
关于icl7650的管脚问题对于icl7650（14脚so封装），当int/ext管脚开路或接v＋时，使用内部时钟。请问这时对于管脚int clkout（时钟输出端）和ext clkin（时钟输入端）怎么连接，是开路吗？谢谢！
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