摘 要：介紹了Intersil公司生產的斬波穩(wěn)零式高精度運算放大器ICL7650的結構及性能，分析了動態(tài)校零的基本工作原理，給出了ICL7650在地震前兆信號采集系統(tǒng)中的應用實例。
關鍵詞：斬波穩(wěn)零；運算放大器；ICL7650
ICL7650是Intersil公司利用動態(tài)校零技術和CMOS工藝制作的斬波穩(wěn)零式高精度運放，它具有輸入偏置電流小、失調小、增益高、共模抑制能力強、響應快、漂移低、性能穩(wěn)定及價格低廉等優(yōu)點。
1芯片結構
ICL7650采用14腳雙列直插式和8腳金屬殼兩種封裝形式，圖1所示是最常用的14腳雙列直插式封裝的引腳排列圖。各引腳的功能說明如下：
CEXTB：外接電容CEXTB；
CEXTA：外接電容CEXTA；
－IN：反相輸入端；
＋IN：同相輸入端；
V－：負電源端；
CRETN：CEXTA和CEXTB的公共端；
OUTCLAMP：箝位端；
OUTPUT：輸出端；
V＋：正電源端；
INTCLKOUT：時鐘輸出端；
EXTCLKIN：時鐘輸入端；
時鐘控制端，可通過該端選擇使用內部時鐘或外部時鐘。當選擇外部時鐘時，該端接負電源端（V－），并在時鐘輸入端（EXTCLKIN）引入外部時鐘信號。當該端開路或接V＋時，電路將使用內部時鐘去控制其它電路的工作。
2工作原理
ICL7650利用動態(tài)校零技術消除了CMOS器件固有的失調和漂移，從而擺脫了傳統(tǒng)斬波穩(wěn)零電路的束縛，克服了傳統(tǒng)斬波穩(wěn)零放大器的這些缺點。
ICL7650的工作原理如圖2所示。圖中，MAIN是主放大器（CMOS運算放大器），NULL是調零放大器（CMOS高增益運算放大器）。電路通過電子開關的轉換來進行兩個階段工作，第一是在內部時鐘（OSC）的上半周期，電子開關A和B導通，
和C斷開，電路處于誤差檢測和寄存階段；第二是在內部 時鐘的下半周期，電子開關和C導通，A和B斷開，電路處于動態(tài)校零和放大階段。
由于ICL7650中的NULL運算放大器的增益A0N一般設計在100dB左右，因此，即使主運放MAIN的失調電壓VOSN達到100mV，整個電路的失調電壓也僅為1μV。由于以上兩個階段不斷交替進行，電容CN和CM將各自所寄存的上一階段結果送入運放MAIN、NULL的調零端，這使得圖2所示電路幾乎不存在失調和漂移，可見，ICL7650是一種高增益、高共模抑制比和具有雙端輸入功能的運算放大器。
3應用電路
ICL7650除了具有普通運算放大器的特點和應用范圍外，還具有高增益、高共模抑制比、失調小和漂移低等特點，所以常常被用在熱電偶、電阻應變電橋、電荷傳感器等測量微弱信號的前置放大器中。
圖3所示電路是某地震前兆信號采集系統(tǒng)的前置放大電路。系統(tǒng)中碳電極與信號調理器浮空地之間感應的自然地空電位Vi1和Vi2被分別加到I－CL7650的兩個輸入端，微弱信號Vi1和Vi2經放大后將從ICL7650的第10引腳輸出，放大后的信號經過一系列處理后可分別送入顯示器和記錄儀進行顯示和記錄，以供地震研究和預測使用。
為了防止輸入信號幅度過大而導致ICL7650損壞，圖3電路在兩路信號的輸入端分別加入了起保護作用的四個二極管D1～D4。由于電路正常工作時的輸入信號Vi1和Vi2幅度很小，所以二極管不導通，也就不會影響電路的正常工作。電路的增益較高，為防止產生高頻振蕩，設計時在電阻R4上并接了電容C3，因其容量較小，所以對信號放大倍數的影響也非常小。為了抬高運算放大器輸出信號的直流分量，可將箝位端接在運算放大器的反向輸入端。
運用ICL7650生產的三十多套地震前兆信號采集系統(tǒng)已分別安裝在全國四個省市近十個地震臺站，并已采集到大量的地震前兆信號，因此可以證明：整個系統(tǒng)性能穩(wěn)定、抗干擾能力強。<!--→參考文獻CH(開始)-->
參考文獻
2．陳國杰，等．基于ICL7650程控微電流放大器的 設計．佛山科學技術學院學報．2001．12（8）
