无需其它器件的低噪声自调零放大器

Analog Devices AD8553仪表放大器的独特架构降低并联设备噪声。

Analog Devices AD8553自调零仪表放大器具有独特架构，其两个增益设置电阻没有公共结点（参考文献1）。IC的前端是一个精密电压电流转换器，其中一个增益设置电阻R1设置跨导的大小。IC的末端是一个精密电流电压转换器，它的反馈电阻R2的值，根据G=2(R2/R1)共同决定全部电压增益。可以发现，两个增益设置电阻是独立的，输入端的电压控制电流源，用减少放大器数量的方法，满足严格的低噪声要求。

多使用放大器减小噪声分两步。首先，假设放大器的随机噪声源相互独立。进一步，假设噪声服从高斯分布。当平均经典电压放大器的输出时，通过使用N个放大器和三倍电阻减少噪声到1/ （参考文献2）。AD8553内部架构对几乎无限个并联IC工作时，仅允许使用N+1个电阻。通过并联更多IC各自的输入引脚，连接内部电压电流源容易并联工作（图1）。微伏级的输入电压偏置与若干IC的并联输入引脚配合不当是无害的，因为电压电流转换器的输出电阻理论上是无穷大的。



并联N次输入端的网络结果是单IC输出电流的N(VINP–VINN)/(2R1)或N倍。可以仅使用N个IC电流电压端的一个。端反馈电阻为R2/N，在此，R2为单IC的期望电压增益AV值。由于放大器噪声的主要来源为输入端，假设N个并联电压电流转换器输出电流的随机器件标准差为σNI=σI×，σI为电压电流转换器输出电流的随机器件标准差。这些结果与参考文献2中的不同，文献中作者通过多电压平均的方法实现减小噪声。另一方面，图1电压电流转换器的共模输出中电流的决定成分为单IC的N倍。下面的公式计算RSNR（相对信噪比），定义超过输出噪声标准差的输出电流：RSNRN=(N×I)/(σI×)=×RSNR1。实际上，意味着电路噪声减少到单IC的1/ 。