チョッパーアンプ(高精度OPアンプ)を操る
 
計測の分野では直流電圧の増幅をよくおこないます。そこで、気になるのが、オフセットとドリフトで微弱電圧を増幅するときは、悩みのたねです。
ここでは、そのオフセットとドリフトを自動補正する「チョッパーアンプ」の評価実験について紹介します。なお、「チョッパーアンプ」はその名の通り、チョッピング発振を行いながら補正するので高速動作を必要とする測定では使えません。、

実験基板

うえの基板は、電流測定用のシャント抵抗(10mΩ)の両端の電圧をどれだけ正確に計れるかを実験するためのもので、シャント抵抗にはPCN社の「PBV 0.01ΩD」、チョッパーアンプには、無料でサンプルがもらえるMAXIMの「MAX420」、その後段のフィルタ%バッファには、おなじみBBの「OPA27」を使用しています。初段のチョッパアンプのゲイン調整には、転がっていた多回転VRを使用しました。
初段のシビアなアンプにオフセット調整が要らないのがうれしいところです。

ちなみに「MAX420」の性能は、
オフセット電圧:一般品 ±10μV 産業/MIL用 ±5μV(25℃)
ドリフト特性   0.05μV/℃
入力バイアス電流: 一般品 100pA-max 産業/MIL用:30pA-max (25℃)
帯域はあまり広くないので期待しないでください。
         
 


ユニバーサル基板での組み立てですが、それほどシビアに配線はしませんでした。でも、GNDは強化はお約束どおり、また、無駄な長い配線はしないほうが良いですね。

最近、チョッパータイプでないので良いものを見つけました。CIRRUS LOGIC社のCS3001/3002です。
帯域は狭いですが、DC計測用の精密アンプとして良いかもしれません。
オフセット: 10μV-max 200pA-typ
ドリフト: 0.05μV-max
入力バイアス電流: 100pA-typ
RAIL-TO-RAIL,オープンループゲイン約300DB

回路図(PDFファイル)

特性データ・・・ちょっとだけですが、こんな感じでした。

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