高速放大器电路中的DC误差校正

作者：Xavier Ramus

同时要求高 DC 精度与高带宽，实施起来可能会很困难。我们可根据电路配置，提供几种有效方法，包括构建复合放大器或实施基于高速放大器的伺服环路等。
对于反相电路配置，最好实施使用运算放大器（配置成积分器）的 DC 伺服环路。而对于正相电路而言，最简单的方式就是实施一个基于运算跨导放大器 (OTA) 的 DC 伺服环路。这两种电路视图分别见图 1 和图 2。

图 1：反相放大器配置的 DC 伺服环路

图 2：正相放大器配置的 DC 伺服环路

无论用户是否希望使用去藕电容，这两种电路都属于 AC 耦合电路。我在这里讲的是支持去耦电容的电路，以强调等效电路是 AC 耦合。
有效伺服环路可去除 DC 电压，并可使用参考电压 (Vref) 取而代之。系统精确度只受伺服环路中所使用器件的精度以及环路速度限制。在这两种电路中，用户都必须在高通带宽与伺服放大器响应时间之间取得平衡。如果伺服放大器速度过快或信号变化速度过慢，被伺服的信号将受到严重的信号完整性影响。此外，系统还将在实现精确测量之前，提供初始建立时间。
对于基于积分器的电路，伺服放大器输出电压增加与信号放大器输出息息相关。由于 DC 增益为 1-V/V，信号放大器的输入输出随后将相等。R4 与 C3 构成的低通滤波器会限制带宽，最大限度降低带给信号放大器的噪声。伺服放大器通常是 OPA277或 OPA333等高精度放大器。
正相配置的 DC 伺服环路性能与积分器相同，支持可达 OPA615采样 OTA (SOTA) 的输出。引脚 10 与 11 之间的电压差将生成能够为 Chold 电容器充电的电流输出。所产生的电压随后将馈送至另一个 OTA。该 OTA B 输入端（引脚 3）出现的电压能够以电压方式镜像至 E 输入端，并通过电阻器 RE 转换为电流。该电流最终可镜像至 C 输出端（引脚 12），并插入 OPA656的反相节点。电流不断增加至该节点，直到引脚 10 和 11 上的电压差为零。
目前对于某些更为复杂的电路，SOTA 可用来采样特定时间，在此期间没有信号达到某个 DC 值，实际是在将整个信号进行上下移位。在这种模式下，该电路将发挥 DC 恢复电路作用。如果该 SOTA 一直在采样，那么只有在引脚 10 上插入一个 RC 滤波器才能实现 DC 校正。这个 RC 滤波器的作用与图 1 中 R4C3 滤波器相同。