【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电路电子设计，具体是一种差分放大器失调电压消除电路与方法。
技术介绍
1、在包含运算放大器的高精密电子电路的设计中，运算放大器的失调电压是一个需要考虑的重要参数。而在运算放大器的设计和生产过程中，其内部元件布置无法完全对称，以及在封装过程中产生的机械应力都会导致失调电压的产生。
2、现有的消除失调电压的技术中，斩波调制是可以降低放大器的直流失调的技术，斩波技术是通过开关动作将输入信号和失调电压分别调制到高频和低频，然后利用滤波器来滤除被调制至高频的失调电压。自稳零技术也可以将运算放大器失调电压降低，不同于斩波技术的调制和解调，自稳零技术的原理是采样和保持，该技术需要在一个主运放的基础上额外增加一个辅助运放来进行失调电压的校准，第一步是对运放的失调电压进行采样，然后将其保存在电容中，第二步是通过储存在电容里的电压来消去被采样运放的失调电压。
3、上述技术已应用于专用低失调运算放大器。然而，对于一般运算放大器所构建的差分放大器，则缺少失调电压误差的精确测量与补偿方法。因此，需要一种新的差分放大器失调电压消除电路，可以对失调电压进行精准检测和采集，并消除失调电压。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种差分放大器失调电压消除电路与方法。
2、本专利技术采用了如下的技术方案：
3、一种差分放大器失调电压消除电路，包括采样单元和失调电压补偿单元，在差分放大器电路中运算放大器的加和点与反馈点之间，并联有所述可控开
4、在一些具体实施例中，所述采样单位为模拟开关与电阻器串联而成或配置在可变电阻区的场效应管器件。
5、更进一步，控制所述采样单元的信号为具有50％占空比的周期性信号。
6、在一些具体实施例中，运算放大器的输出同时连接低通滤波器，所述低通滤波器将采样单元周期性通断生成的交流分量滤除，最终输出原始输入信号的放大信号。
7、在一些具体实施例中，所述失调电压补偿单元包括反馈信号处理单元、微控制器以及补偿模块；
8、通过所述反馈信号处理单元获得所述差分放大器电路输出的差分放大信号的余弦分量，基于所述余弦分量通过微控制器计算得到控制量，由所述控制量控制补偿模块进行失调电压补偿。
9、更进一步，所述反馈信号处理单元包括高通滤波器、模数转换器和宽频放大器；
10、所述运算放大器输出连接高通滤波器，由采样单元周期性地通断，从而在运算放大器输出端生成的交流分量被所述高通滤波器提取；再经所述宽频放大器放大，使其输出范围与后级的模数转换器输入范围相匹配，所述模数转换器将模拟电压转换为数字信号，输入所述微控制器。
11、更进一步，所述补偿模块包括数模转换器、跨导放大器和i/v转换电阻；
12、数模转换器接收来自微控制器的输出信号，并将该信号进行数模转换后输入至跨导放大器，跨导放大器将电压信号转换电流信号；
13、跨导放大器的输出连接至i/v转换电阻两端；
14、所述i/v转换电阻串联于差分放大电路运算放大器的同相输入端与加和点之间。
15、更进一步，所述的微控制器输出通过光隔离器连接至数模转换器的数字总线端口。
16、一种差分放大器失调电压消除方法，采用上述电路，具体是：
17、失调电压补偿单元中的微控制器输出周期性控制信号，控制采样单元周期性并联通入运算放大器的加和点与反馈点之间或断开，记通入时间为t1，断开时间为t2；
18、微处理器对差分放大信号进行采集，按照t1+t2为周期计算该信号的幅值以及相对于控制信号的相位，从而获得该信号的余弦分量；
19、以该余弦分量作为微控制器内控制算法的输入值，按照比例-积分法计算控制量；
20、将控制量转换为电压信号，补偿失调电压。
21、本专利技术的有益效果：本专利技术将差分放大器输入失调调制到高频进行采样，通过相位相关计算实现失调电压大小的数字化，再利用数字式pi控制生成补偿信号进行补偿。通过实时反馈，补偿有效消除了差分放大器失调电压对放大结果的影响，提升了差分放大器的精度。
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1.一种差分放大器失调电压消除电路，包括采样单元和失调电压补偿单元，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种差分放大器失调电压消除电路，其特征在于：所述采样单位为模拟开关与电阻器串联而成或配置在可变电阻区的场效应管器件。
3.根据权利要求2所述的一种差分放大器失调电压消除电路，其特征在于：控制所述采样单元的信号为具有50%占空比的周期性信号。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种差分放大器失调电压消除电路，其特征在于：运算放大器的输出同时连接低通滤波器，所述低通滤波器将采样单元周期性通断生成的交流分量滤除，最终输出原始输入信号的放大信号。
5.根据权利要求1或4所述的一种差分放大器失调电压消除电路，其特征在于：所述失调电压补偿单元包括反馈信号处理单元、微控制器以及补偿模块；
6.根据权利要求5所述的一种差分放大器失调电压消除电路，其特征在于：所述反馈信号处理单元包括高通滤波器、模数转换器和宽频放大器；
7.根据权利要求5或6所述的一种差分放大器失调电压消除电路，其特征在于：所述补偿模块包括数模转换器、跨
8.根据权利要求7所述的一种差分放大器失调电压消除电路，其特征在于：所述的微控制器输出通过光隔离器连接至数模转换器的数字总线端口。
9.一种差分放大器失调电压消除方法，采用权利要求1-8中任一项所述的电路，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种差分放大器失调电压消除电路，包括采样单元和失调电压补偿单元，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种差分放大器失调电压消除电路，其特征在于：所述采样单位为模拟开关与电阻器串联而成或配置在可变电阻区的场效应管器件。
3.根据权利要求2所述的一种差分放大器失调电压消除电路，其特征在于：控制所述采样单元的信号为具有50%占空比的周期性信号。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种差分放大器失调电压消除电路，其特征在于：运算放大器的输出同时连接低通滤波器，所述低通滤波器将采样单元周期性通断生成的交流分量滤除，最终输出原始输入信号的放大信号。
5.根据权利要求1或4所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：富雅琼，叶志伟，赵建亭，鲁云峰，钱璐帅，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：
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