op Amp Input Offset spænding
kredsløb
OP_VOFF.Cir Hent SPICE fil
Byg nogen op amp kredsløb, anvende 0V til sin indgang, og hvad forventer du på output? Selvom du ville blive fristet til at sige 0 V, er der faktisk en fejlspænding til stede ved udgangen. Hvad forårsager denne fejl? Du kan spore fejlen tilbage til en række ubalancer i op amp interne transistorer og modstande. For at tage højde for dette i et kredsløbsdesign modelleres nettofejlen som en offsetspænding, Voff, i serie med op amps indgangsterminaler. Hvordan vil det påvirke dit kredsløb? Det afhænger af selve op-forstærkeren og dit kredsløbsdesign.
INDGANGSFORSKYDNINGSSPÆNDING
indgangsforskydningsspændingen kan variere fra mikrovolt til millivolt og kan være enten polaritet. Generelt, bipolære op-forstærkere har lavere forskydningsspændinger end JFET-eller CMOS-typer.
men vent, der er flere problemer. Indgangsforskydningsspændingen vil ændre Kurt v (spændingsdrift) med en ændring i temperatur kurst T. Denne fejl er en lineær funktion af temperatur og er defineret af
Voff_TC = Voff Voff / T (V / deg C)
for en med en spænding på 25 uV / deg C, Hvad er den afdrift løbet, siger den største T = 10 deg C?
Voff = Voff_TC * Larv T
= (25 uV / grader C) * 10 grader C
= 0,25 mV
dette kan tilføje nogle alvorlige fejl i din temperatur senor kredsløb! Men ved at kende dit samlede fejlbudget kan du vælge en op-forstærker med en lav nok offsetdrift til at opfylde målkredsløbets ydeevne.
forstærker med OFFSETSPÆNDING
offsetspændingen er modelleret i serie med en af op amp-indgangsterminalerne. Hvilken en? Selvom nettoeffekten er den samme ved begge input, er det meget lettere at analysere Voff i serie med den positive (V+) input. Hvorfor? Det resulterende kredsløb med Voff ved V+ ligner den ikke-inverterende forstærkerkonfiguration. Analysen for dette kredsløb er en simpel.
ignorerer Voff et øjeblik, er kredsløbet (vist ovenfor) en inverterende eller ikke-inverterende forstærker? Svaret er ja, begge dele! Når indgangssignalkilden er indstillet til 0 V (kortsluttet ), ser de inverterende og ikke-inverterende forstærkere det samme ud. Analysen for offsetspænding er uafhængig af forstærkerkonfigurationen. Du kan forudsige fejlen ved udgangen Vo ved ligningen for den ikke-inverterende forstærker
Vo_error = Voff (R2 / R1 + 1 )
hvilken fare advarer denne ligning dig om? Hvis du har en stor signalforstærkning i dit kredsløb, forstærkeren øger fejlen Voff sammen med signalet.
CIRCUIT INSIGHT Kør en simulering af op_voff.CIR. Voltage source VOFF modeller offset spænding, oprindeligt indstillet til +1 mV. Med R1 = 10k og R2 = 100 k, hvad er fejlen ved udgangen V (4)? Outputfejlen bliver bumpet til en kæmpe 11 mV som forudsagt af ligningen ovenfor. Vælg en anden gain og / eller offset spænding. Kør en simulering. Er outputfejlen, hvad du forventede?
FORSKYDNINGSJUSTERING
har du brug for at justere effekten af indgangsforskydningsspændingen til nul? Tilføj et potentiometer og en modstand.(Se op Amp Input Offset justering)
input BIAS CURRENT
Input offset spænding er ikke den eneste fejl i op amp input. Indgangstrinnet er lavet af transistorer, der kræver en endelig mængde forspændingsstrøm til drift. Kredsløbet ovenfor antager, at bias er ubetydelig. Imidlertid, reelle op-forstærkere har bias-strømme, der skal regnes med. Den gode nyhed er, at der er smarte teknikker, du kan bruge til at minimere og annullere disse fejl også.
(se op Amp Input Bias Currents )
SPICE FILE
Hent filen eller Kopier denne netlist til en tekstfil med *.Cir-udvidelse.