Op Amp Vstupní Offset Napětí
OBVOD
OP_VOFF.CIR stáhněte soubor SPICE
Vytvořte libovolný obvod op amp, použijte 0V na jeho vstup a co očekáváte na výstupu? I když byste byli v pokušení říci 0 V, na jeho výstupu je ve skutečnosti chybové napětí. Co způsobuje tuto chybu? Chybu můžete vysledovat zpět k řadě nevyvážeností vnitřních tranzistorů a rezistorů operačního zesilovače. Aby to bylo možné zohlednit v návrhu obvodu, je čistá chyba modelována jako ofsetové napětí, Voff, v sérii se vstupními svorkami op amp. Jak to ovlivní váš obvod? To záleží na samotném operačním zesilovači a designu obvodu.
vstupní OFFSET napětí
vstupní offset napětí se může pohybovat od mikrovoltů do milivoltů a může být buď polarita. Obvykle, bipolární operační zesilovače mají nižší offsetová napětí než typy JFET nebo CMOS.
ale počkejte, je tu další problém. Vstupní offset napětí se změní∆v (napěťový drift) se změnou teploty ∆T. Tato chyba je lineární funkcí teploty a je definován
Voff_TC = ∆Voff / ∆T (V/° C)
Pro s napětím 25 uV / ° C, co je to drift,∆T = 10 ° C?
Voff = Voff_TC · ∆T
= (25 uV / ° C)· 10 ° C
= 0,25 mV
To by mohlo přidat nějaké závažné chybě do vašeho teplota senor obvodu! Ale, znát váš celkový rozpočet na chyby, můžete vybrat operační zesilovač s dostatečně nízkým posunem posunu, aby splnil výkon cílového obvodu.
zesilovač s OFFSETOVÝM napětím
offset napětí je modelováno v sérii s jednou ze vstupních svorek operačního zesilovače. Který? Ačkoli je čistý efekt stejný na obou vstupech, je mnohem snazší analyzovat Voff v sérii s pozitivním (V+) vstupem. Proč? Výsledný obvod s Voff na V+ vypadá stejně jako neinvertující konfigurace zesilovače. Analýza tohoto obvodu je jednoduchá.
ignoruje Voff na okamžik, je obvod (znázorněný výše) invertujícím nebo neinvertujícím zesilovačem? Odpověď zní ano, oba! Se zdrojem vstupního signálu nastaveným na 0 v (zkratovaný) vypadají invertující a neinvertující zesilovače stejně. Analýza offsetového napětí je nezávislá na konfiguraci zesilovače. Můžete předvídat chyba na výstupu Vo rovnicí pro neinvertující zesilovač
Vo_error = Voff ( R2 / R1 + 1 )
Co je nebezpečí této rovnice varování o? Pokud máte ve svém obvodu velký zisk signálu, zesilovač zvýší chybový Voff spolu se signálem.
CIRCUIT INSIGHT spusťte simulaci OP_VOFF.Cire. Zdroj napětí voff modeluje offsetové napětí, původně nastavené na +1 mV. S R1 = 10k a R2 = 100 k, jaká je chyba na výstupu V (4)? Chyba výstupu se dostane na neuvěřitelných 11 mV, jak předpovídá výše uvedená rovnice. Vyberte jiný zisk a / nebo offset napětí. Spusťte simulaci. Je Chyba výstupu to, co jste očekávali?
nastavení offsetu
potřebujete upravit účinek vstupního offsetu napětí na nulu? Přidejte potenciometr a odpor.(Viz Op Amp Input offset Adjustment)
input BIAS CURRENT
input offset voltage není jedinou chybou vstupu op amp. Vstupní stupeň je vyroben z tranzistorů, které vyžadují konečné množství předpětí pro provoz. Výše uvedený obvod předpokládá, že zkreslení je zanedbatelné. Skutečné operační zesilovače však mají zkreslené proudy, se kterými je třeba počítat. Dobrou zprávou je, že existují chytré techniky, které můžete použít k minimalizaci a zrušení těchto chyb.
(viz Op Amp Input Bias Currents )
SPICE FILE
stáhněte soubor nebo zkopírujte tento netlist do textového souboru s *.rozšíření cir.