放大器输入端Chopper开关的电荷注入问题

luminedinburgh · 发表于 2023-1-3 15:30:12

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在做高精度仪表放大器，什么ping-ping, capacitive coupled, current feedback, ripple reduction loop...这些都有所尝试，最后发现都卡在这个输入chopper开关的电荷注入问题上。Input chopper开关在周期动作时的charge injection/feedthrough会引入输入电流，这个输入电流经过源阻抗后会形成一个误差电压，正负输入端的任何不匹配都会表现出这个误差（时钟沿，信号源阻抗，寄生电容，输入共模电平...）

有没有做这类放大器的大神，一般怎么解决这个问题，求教感谢！

hzq710789790 · 发表于 2023-1-3 18:40:44

你说的这个误差电压应该是DC量吧？体现在输出就是会有残余offset，那么消除这个offset的方法应该跟消除IA输入offset的方法一致，也就是用DSL。不知道对不对

luminedinburgh · 发表于 2023-1-3 20:21:03

本帖最后由 luminedinburgh 于 2023-1-4 08:31 编辑

hzq710789790 发表于 2023-1-3 18:40
你说的这个误差电压应该是DC量吧？体现在输出就是会有残余offset，那么消除这个offset的方法应该跟消除IA输 ...

我这个应用主要是检测DC信号，不是ECG这类的，所以没有DC Servo Loop...

风也信子 · 发表于 2023-1-5 10:02:17

提供另外一种思路，global+local chopping，既然local chopping有尾巴，就在系统级再来解决剩余尾巴

风也信子 · 发表于 2023-1-5 10:03:13

当然尾巴是根除不掉的，但是能变小尾巴

nanke · 发表于 2023-1-5 10:06:17

分为两种误差，其中一种误差只在chopper时钟沿附近出现，然后会迅速恢复，如果是连续型放大器那需要滤掉，如果是离散型需要避开。另一种是非对称引入误差，像你说的这种kickback，那会让注入电流尽量不要往输入源（改变开关位置）走或减小注入电流（减小开关尺寸，使用cmos开关）或使差分注入电流为0（补偿），同时减小输入源阻抗或使它们差分匹配

nanke · 发表于 2023-1-5 10:07:03

nanke 发表于 2023-1-5 10:06
分为两种误差，其中一种误差只在chopper时钟沿附近出现，然后会迅速恢复，如果是连续型放大器那需要滤掉， ...

没做过较高精度的放大器，做比较器时碰到类似问题是这样解决的。

luminedinburgh · 发表于 2023-1-5 11:11:56

风也信子发表于 2023-1-5 10:02
提供另外一种思路，global+local chopping，既然local chopping有尾巴，就在系统级再来解决剩余尾巴 ...

嗯我看到一些ADI/TI的一些ADC已经有global chopping这个功能了，另外论文里这种嵌套的chopping放大器还没试过。Thank you

luminedinburgh · 发表于 2023-1-5 11:26:00

本帖最后由 luminedinburgh 于 2023-1-5 11:30 编辑

nanke 发表于 2023-1-5 10:06
分为两种误差，其中一种误差只在chopper时钟沿附近出现，然后会迅速恢复，如果是连续型放大器那需要滤掉， ...

是离散的，3AMP的IA。之前都是做的其它架构都是避开这个时刻的，现在可能是loop速度慢了，这个glitch有点恢复不过来，想要百万分之几的settling精度。即使环路settlle了，后面有个抗混叠的滤波器对这个大Glitch的响应有点慢。LPF带宽高了噪声有点受不了，功耗预算有点紧张...
这两天看了几个关于这个的JSSC，您说得都很准确，就是具体落地，权衡的度有点难把握。。

不过您说的这些和论文比较一致，让我能更大胆地去试试，thank you

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