Chopperstabilisering

Chopperstabilisering er en teknikk i elektronikk som brukes for å redusere inngangs-offset, bias-støy og andre lavfrekvente forstyrrelser i forsterkere og måleinnganger. Teknikken kalles også auto-zero eller chopper-forsterkning og innebærer at inngangssignalet periodisk blir modulert med en kvadratbølge (en chopper) og deretter demodulert tilbake til basiskomponenten. Offset og lavfrekvent støy blir flyttet til choppingfrekvensen og filtrert bort, mens det ønskede signalet bevares.

Principen innebærer at signalet blir multiplisert med en klokke under innmåling, og offset- og bias-komponenter blir konstruert slik at de endrer fasong eller posisjon i hver fase. Etter demodulering blir det opprinnelige signalet gjenopprettet, men offset og støy i lave frekvenser blir redusert. Det finnes varianter som discete-time (switched) chopper og auto-zero forsterkere, samt implementasjoner i switched-capacitor-kretser. Klokkefrekvensen ( choppingfrekvensen) bestemmer hvor mye støy som flyttes bort fra måleområdet.

Anvendelser omfatter presisjonsinstrumentforsterkere, sensorgrensesnitt for termoelementer og trykk- eller belastningsmålere, samt medisinsk instrumentering og andre DC- eller lavfrekvente applikasjoner der offset og langtidss drift er kritisk. Fordeler inkluderer svært lav inngangs-offset og redusert 1/f-støy, noe som gir bedre nøyaktighet over tid. Begrensninger inkluderer innlagt switching-støy ved choppingfrekvensen, ripple etter demodulering, potensiell reduksjon i båndbredde, økt strømforbruk og behov for nøye layout og klokke-synkronisering.

Historisk ble chopperstabilisering utviklet på midten av 1900-tallet og har siden blitt vanlig i presisjonsanaloge integrerte kretser og op-amps som auto-zero- og chopperstabiliserte forsterkere.