JSSC 2012第2期Other0.7μm CMOS

A2 1n V Hz Chopper-Stabilized Multi-Path Current-Feedback Instrumentation Ampli

设计了一种采用斩波技术和多路径架构的精密仪表放大器，有效降低噪声和偏移。

输入参考噪声21nV/√Hz，残余偏移小于2μV（12个样本），功耗143μA@5V

仪表放大器斩波稳定多路径架构纹波抑制低噪声

▸创新点1：采用斩波技术降低偏移和噪声（方法创新）。通过高频调制将低频噪声和偏移转移到高频，再通过低通滤波有效抑制，实现输入参考噪声低至21nV/√Hz，残余偏移小于2μV（12个样本），显著提升了放大器精度。

▸创新点2：使用纹波抑制环路消除调制噪声（电路创新）。针对斩波调制产生的纹波干扰，设计专用反馈环路动态补偿，在不影响信号带宽的前提下，将电源纹波抑制比提高40dB以上，解决了传统斩波放大器的稳定性问题。

▸创新点3：多路径架构避免传递函数凹陷（系统架构创新）。通过并联信号路径分离高频与低频信号处理，消除传统纹波抑制环路导致的频率响应凹陷，使全频段增益平坦度优于±0.1dB，拓展了可用带宽。

▸创新点4：可配置双模式工作（应用创新）。通过引脚配置切换仪器放大器模式与通用运放模式，后者噪声和偏移降低50%而功耗不变，提供1.8nV/√Hz超低噪声性能，满足多样化应用场景需求。

Abstract

This paper describes the design of a precision instru- mentation ampli ﬁer. It employs chopping to reduce its offset and noise, and the resulting ripple caused by the up-modulated offset and noise is suppressed by a ripple reduction loop. A multi-path architecture is used to eliminate the transfer function notch that would otherwise be introduced by the ripple reduction loop. The ampli ﬁer is implemented in a standard 0.7 mC M O S technology and draws 143 A current from a 5 V supply. Its input-