这篇由两部分组成的文章的第1部分解释了自动归零放大器的工作原理，并确定了它们的重要特性。正如所承诺的，这一期将讨论一些特别适合于自动归零放大器的应用思想

应用自动归零放大器实际上与应用任何运算放大器没有太大的不同。大多数新设计具有与任何其他放大器相同的引脚输出和功能。直流闭环增益由电阻以同样的方式设定;过滤、积分等功能也可以用同样的方法完成。在大多数应用中，主要的调整将是限制带宽，以排除通带中的斩波噪声和IMD伪影。对于具有固定斩波频率的自动归零放大器，这通常限制了它们的应用于低于1或2 kHz的直流或低频信号。

精密电流分流器:精密分流电流传感器得益于差分配置中使用的自动归零放大器的一些独特属性(图1)。分流电流传感器用于反馈控制系统的精密电流源。它们还用于各种其他应用，包括电池燃料测量，电动助力转向中的扭矩反馈控制和精密功率计量。

在这种应用中，希望使用电阻非常低的分流器，以尽量减少串联电压降;这最大限度地减少了功率浪费，并允许在没有显著电压降的情况下测量大电流。一个典型的分流器可能是0.1 W。在1+安培的测量电流值下，分流器的输出信号为数百毫伏，甚至伏特，放大器误差源并不重要。然而，在1 ma范围内的低测量电流值下，分流器的100µV输出电压需要非常低的失调电压和漂移来保持绝对精度。还需要低输入偏置电流，以便“注入”偏置电流不会成为测量电流的显着百分比。高开环增益，CMR和PSR都有助于保持整体电路精度。只要电流的变化率不太大，固定频率的自动归零放大器就可以使用，效果很好。

通常希望将信号带宽限制到所需的最低值，因为这样可以最小化斩波时钟噪声的影响，也可以最小化总噪声。记住，自动归零放大器的总电压噪声与信号带宽的平方根成正比(E(N) = E(N) ×√BW)。通过将可选电容(C)与反馈电阻并联，可以创建一个简单的低通滤波器。在放大的电压水平上，额外的增益和滤波可以通过使用普通放大器的额外级来提供。由于其高开环增益，自动调零放大器可以很容易地提供100倍到1000倍的闭环增益，允许在不牺牲系统精度的情况下使用具有几毫伏偏移和相当高电压噪声的廉价CMOS放大器。如果放大器的增益带宽除以级增益小于斩波时钟频率的一半，使用高级增益的自动归零放大器也可以为滤波器滚降增加一个额外的极。然而，各放大器之间的GBW变化会影响滤波器的性能。

如果信号频率超过斩波时钟频率的一半左右，可以使用时钟速率为伪随机的自动归零放大器，如AD8571。在这种情况下，由于稍高的宽带噪声和较高的带宽，最大总体精度将略有下降;但是斩波时钟在时钟频率上不会产生较大的误差项，从而使IMD的影响最小化。

桥梁应变:另一个常见的应用是应变桥，其中低偏移和相关的低频性能有助于实现宽动态范围。用于力和压力传感器和称重秤，这些桥通常产生一个相对较小的输出电压水平，即使在满量程。在本例中，四联AD8554中的四个放大器中的三个用于激励和差分放大(见图2)。满量程输出可能为几十毫伏。在这种情况下，自动归零放大器的极低失调电压对测量信号的误差最小。称重秤的长采样时间得益于缺乏1/f噪声。放大器的低长期漂移也最大限度地减少或消除了重新校准要求。

压力传感器系统通常需要线性化以产生精确的输出值，因此可以从低偏移和漂移中受益。一个特性良好的传感器可以在不考虑与放大器相互作用的情况下进行缩放和线性化，因为添加的放大器误差项可以忽略不计。低输入偏置电流也可以使用更高的桥阻抗;这可以显著改善便携式或环供电应用中的系统功耗，因为在相同的输出范围内，电桥励磁电流可以低得多。较低的电桥励磁电流也使由于电桥自热引起的误差最小化。大多数应变桥应用本质上是低频的，所以固定频率自动归零放大器有限的有用带宽不是问题。使用具有更高频率输出或具有交流励磁的桥可以通过使用随机时钟自动归零放大器来适应。

红外(IR)传感器特别是热电堆，越来越多地被用于温度测量，应用范围广泛，如汽车气候控制、人耳温度计、家庭绝缘分析和汽车维修诊断。相对较小的传感器输出信号要求高增益和极低的失调电压和漂移，以避免直流误差。如果使用级间交流耦合(图3)，低偏移和漂移可以防止输入放大器的输出漂移接近饱和。低输入偏置电流产生最小的误差从传感器的输出阻抗。与压力传感器一样，非常低的放大器随时间和温度的漂移消除了校准温度测量后的额外误差。低1/f噪声提高了周期通常超过1/5秒的直流测量的信噪比。图3显示了一个放大器，它可以将交流信号从100到300微伏带到1到3 v的电平。

精密的引用(图4):低压系统中的精密电压参考ic可能缺乏处理所有要求它们完成的工作的灵活性。例如，(a)它们可能需要低降电压，或(b)它们可能必须处理源和下沉负载电流，或(c)使用它们的系统可能只需要除正参考外的负参考。凭借其极低的偏移和漂移，输出驱动能力以及主动反馈的使用，自动调零放大器与精度参考相结合，可以为这些问题提供有效的解决方案。

图4 精密放大器提高了精度参考的灵活性

以上只是建议自动归零放大器的广泛适用性的几个想法。几乎任何处理小输入信号和宽动态范围的应用都值得考虑使用自动归零放大器来提高性能。经过校准并且必须在不需要维护的情况下长时间保持性能的系统也将受益。任何需要紧密通道到通道匹配直流性能的应用也是一个候选。高增益自动归零放大器的直流误差贡献是如此之小，以至于使用多通道，甚至单通道，设备不会大大降低多个输入通道的匹配。多个设备(双路和四路)也将有助于匹配低频交流输入。