Op Amp bemeneti Offset feszültség
áramkör
OP_VOFF.CIR töltse le a Spice fájlt
építsen bármilyen op amp áramkört, alkalmazzon 0V-ot a bemenetére, és mit vár a kimeneten? Bár kísértésbe esne 0 V-ot mondani, valójában hibafeszültség van jelen a kimenetén. Mi okozza ezt a hibát? A hibát az op erősítő belső tranzisztorainak és ellenállásainak számos kiegyensúlyozatlanságára vezetheti vissza. Ennek figyelembevétele érdekében az áramköri kialakításban a nettó hibát offset feszültségként modellezik, Voff, sorban az op amp bemeneti csatlakozóival. Hogyan befolyásolja az áramkörét? Ez magától az op erősítőtől és az áramkör kialakításától függ.
bemeneti eltolási feszültség
a bemeneti eltolási feszültség mikrovolttól millivoltig terjedhet, és polaritás is lehet. Általában, a bipoláris op erősítők alacsonyabb eltolási feszültséggel rendelkeznek, mint a JFET vagy a CMOS típusok.
de várj, még több baj van. A bemeneti eltolás feszültsége megváltozik, ha a hőmérséklet megváltozik, ha a feszültség eltolódik, ha a hőmérséklet megváltozik, ha a feszültség megváltozik. Ez a hiba a hőmérséklet lineáris függvénye, amelyet a
Voff_tc = (V / oc))
a 25 uV / C feszültségű an esetében mi az a sodródás, mondjuk, t = 10 fok c?
Voff = Voff_TC · Xhamstert
= (25 uV / fok C)· 10 fok c
= 0,25 mV
ez komoly hibát okozhat a hőmérséklet senor áramkörében! De, ismerve a teljes hibaköltségvetést, kiválaszthat egy op erősítőt, amelynek elég alacsony eltolódása van, hogy megfeleljen a céláramkör teljesítményének.
erősítő OFFSET feszültséggel
az offset feszültséget sorozatosan modellezzük az op erősítő egyik bemeneti csatlakozójával. Melyik? Bár a nettó hatás mindkét bemenetnél azonos, sokkal könnyebb a voff-ot sorosan elemezni a pozitív (V+) bemenettel. Miért? A kapott voff v + áramkör ugyanúgy néz ki, mint a nem invertáló erősítő konfiguráció. Ennek az áramkörnek az elemzése egyszerű.
egy pillanatra figyelmen kívül hagyva a Voff-ot, az áramkör (fent látható) invertáló vagy nem invertáló erősítő? A válasz igen, mindkettő! Ha a bemeneti jelforrás 0 V-ra van állítva ( rövidzárlat ), az invertáló és a nem invertáló erősítők ugyanúgy néznek ki. Az eltolt feszültség elemzése független az erősítő konfigurációjától. A VO kimenet hibáját a nem invertáló erősítő egyenletével lehet megjósolni
Vo_error = Voff (R2 / R1 + 1 )
milyen veszélyre figyelmeztet ez az egyenlet? Ha nagy jelerősítés van az áramkörben, az erősítő növeli a hiba Voff-ot a jellel együtt.
áramkör INSIGHT futtassa az OP_VOFF szimulációját.CIR. A voff feszültségforrás az offset feszültséget modellezi, kezdetben +1 mV-ra állítva. R1 = 10k és R2 = 100 k esetén mi a hiba A V(4) kimeneten? A Kimeneti hiba óriási 11 mV-ra ütközik, amint azt a fenti egyenlet megjósolja. Válasszon másik erősítési és / vagy eltolási feszültséget. Futtass le egy szimulációt. A Kimeneti hiba az, amit vártál?
OFFSET beállítás
be kell állítania a bemeneti offset feszültség hatását nullára? Adjon hozzá egy potenciométert és egy ellenállást.(Lásd Op Amp bemeneti eltolás beállítása)
bemeneti előfeszítő áram
a bemeneti eltolási feszültség nem az egyetlen hiba az op erősítő bemenetében. A bemeneti szakasz tranzisztorokból áll, amelyek működéséhez véges mennyiségű előfeszítő áram szükséges. A fenti áramkör feltételezi, hogy a torzítás elhanyagolható. Azonban, a valódi op erősítőknek van torzító áramuk, amelyekkel számolni kell. A jó hír az, hogy vannak okos technikák, amelyekkel minimalizálhatja és megszüntetheti ezeket a hibákat is.
(lásd Op Amp bemeneti torzítási áramok)
SPICE fájl
töltse le a fájlt, vagy másolja át ezt a netlistát egy szöveges fájlba a *.cir extention.