⑴ 學習筆記(1):chopper的工作原理
近期我開始籌備畢業設計，同時在知乎上記錄閱讀文獻的心得，既作為自我督促的途徑，也便於記錄。若路過的大佬發現不妥之處，還請不吝指正，謝謝。
神經電極前端電路對放大器的低頻1/f雜訊和offset消除需求較高，常用的消除方法有autozero(AZ)和chopper stabilization techniques(CHS)。前者基於采樣，後者則基於調制。本文將著重介紹chopper的工作原理，而對AZ僅作簡要概述。
AZ的工作原理是先採樣雜訊和失調，然後從放大器的輸入端或輸出端減去。然而，其缺陷在於比信號頻帶更寬的雜訊會被折回基帶，導致混疊。
CHS與AZ不同，它不是通過采樣而是通過調制來消除offset。CHS將信號調制到高頻（同時消除了低頻雜訊），然後經過放大後再將其解調回基帶。具體實現方式如下：將輸入信號乘以一個周期為T=1/fchop的方波載波，將其調制到高頻，然後送入放大器。此時，放大器低頻的offset和1/f雜訊會疊加到高頻信號上，經過放大後，再乘以一個方波信號將信號調制回低頻。注意，此時低頻的offset和1/f雜訊會被調制到高頻。在下圖的Vout-time曲線中，我標注的紅線就是經過調制解調後的初始信號，而低頻的offset和1/f雜訊此時變成了高頻的ripple，在後續可以用filter輕松濾除。
然而，此時的Vout仍然包含輸入信號一開始自帶的offset，如何消除這個offset呢？具體可見下面這張圖，通過對上圖中的Vout作積分，然後將其從Vsum中減去，即可獲得一個去除掉輸入offset的Vout。
以上是對chopper工作原理的簡單介紹，接下來將詳細闡述結構上的變體、具體實現方式以及頻域上雜訊、諧波的分析，內容將在下篇筆記中呈現。