1、圖一、TLC2652 的功能框圖下面對 TLC2652 的內部功能單元作一簡單介紹：1、主放大器。它與一般的運算放大器不同之處在于，它有三個輸入端。除引出芯片外部的同相和反相輸入端外,TLC2652高精度放大器一、引言在微弱信號的測量中，常常需要放大微伏級的電信號。這時，普通的運算放大器已無法使用了，因為它們的輸入失調電壓一般在數百微伏以上，而失調電壓的溫度系數在零點幾微伏以上。固然輸入失調電壓可以被調零，但其漂移則是難以消除的。德州儀器公司生產的斬波穩零型運算放大器提供了一種解決微信號放大問題的廉價方案。TLC2652 和 TLC2652A 是德州儀器公司使用先進的 LinCMOS 工藝生產

2、的高精度斬波穩零運算放大器。斬波穩零的工作方式使 TLC2652 具有優異的直流特性，失調電壓及其漂移、共模電壓、低頻噪聲、電源電壓變化等對運算放大器的影響被降低到了最小，TLC2652 非常適合用于微信號的放大。二、TLC2652 的內部結構ClampCircuitIN+IN-CLAMPOUTBMainCICABCompensation-BiasingVDD-CXB|8CRETURNEKternlComponents其在芯片內部還有一個用于校零的同相輸入端。校零放大器。它也有三個輸入端，但與主放大器相反，在芯片內部的輸入端是反相輸入端。3、時鐘和開關電路。內部時鐘產生時鐘信號，控制各開關按一

3、定的時序閉合與斷開。在 14 和 20 引腳的芯片中時鐘信號還可從外部引入。4、補償網絡。它使電路在較寬的頻帶內有平坦的響應。在 TLC2652 中，電路的高頻響應主要由主放大器決定。5、箝位電路（CLAMP。它實際上是一個當輸出與電源電壓相差接近 1V 時動作的開關，把 CLAM 內運放的反相輸入端短接，則其引入的深度負反饋可使電路在過載時的增益大大下降以防止飽和。它可以加速電路在過載后的恢復。三、斬波穩零的工作原理MainAmplifierIN+卜、圖二、TLC2652 的簡化框圖TLC2652 芯片上的控制邏輯產生兩個主要的時鐘周期：校零周期和放大周期。主放大器一直與電路的輸入端和輸出端

4、相連，而校零放大器則在兩個周期內分別對自己和主放大器校零。在校零周期內，開關 A 閉合，使校零放大器的兩個輸入端短路，通過自身的反饋，校零放大器的失調電壓被減到最小。同時，外接記憶電容 CXA 中儲存了這一失調電壓，使校零放大器在放大周期內仍保持校零。在放大周期內，開關 B 閉合，把校零放大器的輸出與主放大器的同相輸入端連接起來，使主放大器被校零。同時，外接記憶電容CXB 中儲存了校零電壓，使主放大器在下一個校零周期內仍保持校零。在 TLC2652 中，內部時鐘使放大器以 450Hz 的頻率校零。在這種連續校零的機制下，失調電壓及其漂移、共模電壓、低頻噪聲、電源電壓變化等對運算放大器的影響被降

5、低到了最小。由于低頻信號經過兩個放大器放大，電路可以獲得極高的增益，這在需要精密高增益放大的電路中是十分有用的。由于使用了 LinCMOS 工藝和低噪聲的 MOSFET,輸入噪聲被大大減小。四、TLC2652 的主要技術性能1、極低的輸入失調電壓：0.5V（典型值），1V（最大值）；2、極低的失調電壓漂移：0.003V/oC（典型值），失調電壓長期漂移為 0.003dV/月；3、低輸入偏置電流：4PA（典型值），60PA（最大值）；4、低輸入失調電流：2PA（典型值），60PA（最大值），500PA（T=-55oC至 125oC 最大值）；5、開環電壓增益：135dB（最小值），150dB（典

6、型值）；6、共模抑制比：120dB（最小值），140dB（典型值）；7、電源抑制比：110dB（最小彳 1）,135dB（典型值）；8、電源電流：1.5mA;9、帶寬增益積：1.9MHz;10、輸入噪聲：94nV/，Hzf=10Hz,23nV/，Hzf=1kHz;11、擺動速率：2.8V/s（SR+）,3.1V/s（SR-）;12、電源電壓：16V（VDD+-VDD-（最大值）；13、輸出電流：土 50mA卜面是 TLC2652 的管腳排列和封裝信息。INT/EXTQLKINCLKOUTVDD+OUTCLAMPCRETURN圖三、TLC2652 的封裝形式TR引腳歌CHIPFORM(Y)314

7、20SMALLOUTLINE(DOOS)CDIP阿PDIP(P) SMALLOUTUNE(DO14)CDIPPDIP和CHIPCARRIER(FK)0C-即cVTLC2652AC-8D-AC?CPAC14DC-14D-ACNCN-Y-4OC.UVVTLC2652AI-8DTLC2652A-8D-AIPIPALL4DM4D-AININ-=-如C-TLC26S2Q-8D-*-551254c3liV3仙VTbC：2652AM-8DTLC%52M針AMJGMJG AMPMPAM-14DM-14DAMJMJ AMNMNAMFKMFK-NWCJIXU二 N 一raxCX6VDD+OUTCLAMP51069

8、781CLKOUTMCVDDNCOUT點擊看原圖表一、德州儀器公司提供的 TLC2652 封裝五、TLC2652 的實用電路卜圖是 TLC2652 的典型電路（反相放大器）。圖四、TLC2652（DIP-8）的典型電路（圖中 CLAMFB 使用）在元件的選擇中需要特別注意的是，電路中的兩個記憶電容 CXA 和 CXB 必須使用絕緣電阻很高的優質電容器。例如，聚酯薄膜電容器、聚苯乙烯電容器、聚丙烯電容器等可以作為記憶電容器，容量可以從 0.1 至 1。中選擇，電容的一端接到 CXA 或 CXB 弓|腳，另一端接至 VDD-或 CRETURN 弓|腳。在一些斬波穩零運算放大器中把記憶電容接至 VD

9、D-引腳會增加噪聲，而 TLC2652 則沒有這種問題。TLC2652 的內部時鐘使斬波器工作在 450Hz 的頻率上。在 8 引腳封裝的芯片中，這個頻率是不可調的。但在 14 引腳封裝的芯片中，斬波頻率可以通過 INT/EXT 和 CLKIN 引腳進行調節。當這兩個引腳懸空時，電路使用內部的 450Hz 時鐘；使用外部時鐘時，可把 INT/EXT 引腳對 VDD 短路，同時從 CLKIN 引腳輸入時鐘信號，幅度為 2.5V（相對于 VDDJ,并且不能超過 VDD 至 VDD-+5V 這個范圍。在單電源工作時，TLC2652 的時鐘可以直接用 5VTTL 和 CMOS 言號驅動。從理論上講，為

10、了盡量展寬電路的頻帶，斬波頻率 fc 應越高越好，但 fc 的提高又會造成嚴重的尖峰效應，是斬波器漂移增大，所以通常有 fcW10kHzo 這就是導致斬波穩零運算放大器頻帶窄的原因。如果需要更低的噪聲和更寬的頻帶，可以使用德州儀器公司的另一款 LinCMOSW 波穩零運算放大器 TLC2654/TLC2654A，此款運放的斬波頻率高達 10kHz。的過載恢復時間是比較短的（30ms 左右），如要進一步減小恢復時間，可以使用電路的 CLAM 用 I 腳。這時，電路中的負反饋電阻要選大些，以使箝位發揮作用時電路的增益下降得更多。當然，使用 CLAM 所，電路的輸出幅度會略有減小。與其他 CMO 潞

11、件一樣，TLC2652 也存在寄生可控硅效應，使用時可在正負電源串接一只 200-510Q 的限流電阻，同時保證不使電路的輸入與輸出電壓超出電源電壓 300mMTLC2652 是高精度放大器，往往在輸入電壓為微伏量級的情況下高增益工作。要保證放大器的精度，一是負反饋電阻必須有足夠的精度，且電路的閉環增益不能太大；二是必須提高印制板的質量，防止印板表面的漏電流。為此，可在印制板上設置保護環，尤其是 14 引腳和 20 引腳的芯片，可以充分利用輸入端周圍的空腳，構造保護環（圖五、圖六）。保護環布置TLC2652 在作直流微信號放大時，為了進一步減小交流干擾，可以在輸出端加接一個低通濾波器（見圖七），以濾除輸出電壓中的交流分量，使輸出電平更加穩定。圖七的電路可用于直流緩變信號的放大，如熱電偶放大器等。TLC2652TLC2652圖五、使用保護環的反相放大器圖六、印板上的圖七、帶保護環的 1000 倍高輸入阻抗直流前置放大器六、總結在上文中我彳門介紹了 TLC2652 的原理和性能，并由此引出了一些可以用于微信號放大的實用電路，它們可用于工業自動控制和儀器儀表的高精度放大器。我們把電路用于物理實驗室中的高靈敏電流計保護電路，并改造了實驗室的熱電偶放大器，取得了良好的效果。由于電路簡單，易于調試，且