Tension de décalage d’entrée d’Ampli Op
CIRCUIT
OP_VOFF.CIR Télécharger le fichier SPICE
Construire un circuit d’ampli op, appliquer 0V à son entrée, et qu’attendez-vous à la sortie? Bien que vous soyez tenté de dire 0 V, il y a en fait une tension d’erreur présente à sa sortie. Qu’est-ce qui cause cette erreur? Vous pouvez remonter l’erreur à un certain nombre de déséquilibres dans les transistors et résistances internes de l’ampli op. Pour tenir compte de cela dans une conception de circuit, l’erreur nette est modélisée comme une tension de décalage, Voff, en série avec les bornes d’entrée de l’ampli op. Comment cela affectera-t-il votre circuit? Cela dépend de l’ampli op lui-même et de la conception de votre circuit.
TENSION DE DÉCALAGE D’ENTRÉE
La tension de décalage d’entrée peut aller de microvolts à millivolts et peut être de l’une ou l’autre polarité. Généralement, les amplis op bipolaires ont des tensions de décalage plus faibles que les types JFET ou CMOS.
Mais attendez, il y a plus de problèmes. La tension de décalage d’entrée changera∆V (dérive de tension) avec un changement de températureTT. Cette erreur est une fonction linéaire de la température et est définie par
V/deg C =VoV/Deg C)
Pour un avec une tension de 25 uV / deg C, quelle est la dérive, disons∆T = 10 deg C?
*Vo T
= (25 uV/ deg C) * 10 deg C
= 0,25 mV
Cela pourrait ajouter une erreur grave dans votre circuit de capteur de température! Mais, connaissant votre budget d’erreur global, vous pouvez sélectionner un ampli op avec une dérive de décalage suffisamment faible pour atteindre les performances du circuit cible.
AMPLIFICATEUR AVEC TENSION DE DÉCALAGE
La tension de décalage est modélisée en série avec l’une des bornes d’entrée de l’ampli op. Lequel ? Bien que l’effet net soit le même à l’une ou l’autre entrée, il est beaucoup plus facile d’analyser Voff en série avec l’entrée positive (V +). Pourquoi? Le circuit résultant avec Voff à V + ressemble à la configuration de l’amplificateur non inverseur. L’analyse de ce circuit est simple.
En ignorant Voff pendant un moment, le circuit (illustré ci-dessus) est-il un amplificateur inverseur ou non inverseur? La réponse est oui, les deux! Lorsque la source du signal d’entrée est réglée sur 0 V (court-circuitée), les amplificateurs inverseurs et non inverseurs se ressemblent. L’analyse de la tension de décalage est indépendante de la configuration de l’amplificateur. Vous pouvez prédire l’erreur à la sortie Vo par l’équation pour l’amplificateur non inverseur
Vo_error=Voff(R2 / R1 +1)
De quel danger cette équation vous avertit-elle? Si vous avez un gain de signal important dans votre circuit, l’amplificateur augmentera l’erreur Voff avec le signal.
CIRCUIT INSIGHT Exécute une simulation de OP_VOFF.CIR. La source de tension VOFF modélise la tension de décalage, initialement réglée à +1 mV. Avec R1 = 10k et R2 = 100k, quelle est l’erreur à la sortie V(4) ? L’erreur de sortie se heurte à un énorme 11 mV comme prédit par l’équation ci-dessus. Choisissez une tension de gain et/ou de décalage différente. Exécutez une simulation. L’erreur de sortie est-elle ce à quoi vous vous attendiez ?
RÉGLAGE DU DÉCALAGE
Besoin d’ajuster l’effet de la tension de décalage d’entrée à zéro? Ajoutez un potentiomètre et une résistance.(Voir Réglage du décalage d’entrée de l’ampli Op)
COURANT DE POLARISATION D’ENTRÉE
La tension de décalage d’entrée n’est pas la seule erreur de l’entrée de l’ampli op. L’étage d’entrée est constitué de transistors, nécessitant une quantité finie de courant de polarisation pour fonctionner. Le circuit ci-dessus suppose que le biais est négligeable. Cependant, les amplis op réels ont des courants de polarisation avec lesquels il faut compter. La bonne nouvelle est qu’il existe des techniques intelligentes que vous pouvez utiliser pour minimiser et annuler ces erreurs.
(Voir Courants de polarisation d’entrée d’ampli Op)
FICHIER SPICE
Téléchargez le fichier ou copiez cette netlist dans un fichier texte avec le *.extension cir.