Op Amp Tensione di offset di ingresso
CIRCUITO
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Crea qualsiasi circuito op amp, applica 0V al suo ingresso e cosa ti aspetti in uscita? Anche se saresti tentato di dire 0 V, c’è in realtà una tensione di errore presente alla sua uscita. Cosa causa questo errore? È possibile risalire all’errore a una serie di sbilanciamenti nei transistor e nei resistori interni dell’op-amp. Per tenere conto di questo in un disegno di circuito, l’errore netto è modellato come una tensione di offset, Voff, in serie con terminali di ingresso op amp. Come influenzerà il tuo circuito? Ciò dipende dall’amplificatore operazionale stesso e dal design del circuito.
TENSIONE DI OFFSET IN INGRESSO
La tensione di offset in ingresso può variare da microvolt a millivolt e può essere polarità. Generalmente, gli amplificatori operazionali bipolari hanno tensioni di offset inferiori rispetto ai tipi JFET o CMOS.
Ma aspetta, ci sono più problemi. La tensione di offset in ingresso cambierà∆V (deriva di tensione) con un cambiamento di temperatura T T. Questo errore è una funzione lineare della temperatura ed è definito da
Voff_TC = Vo Voff / T T (V / grado C)
Per un con una tensione di 25 uV / deg C, qual è la deriva sopra, diciamo T T = 10 deg C?
Voff = Voff_TC· T T
= (25 uV / gradi C) * 10 gradi C
= 0.25 mV
Questo potrebbe aggiungere qualche grave errore nel vostro circuito senor temperatura! Ma, conoscendo il budget complessivo degli errori, è possibile selezionare un amplificatore operazionale con una deriva di offset abbastanza bassa per soddisfare le prestazioni del circuito di destinazione.
AMPLIFICATORE CON TENSIONE DI OFFSET
La tensione di offset è modellata in serie con uno dei terminali di ingresso op amp. Quale? Sebbene l’effetto netto sia lo stesso su entrambi gli input, è molto più facile analizzare Voff in serie con l’input positivo (V+). Perché? Il circuito risultante con Voff a V + sembra proprio come la configurazione dell’amplificatore non invertente. L’analisi per questo circuito è semplice.
Ignorando Voff per un momento, il circuito (mostrato sopra) è un amplificatore invertente o non invertente? La risposta è sì, entrambi! Con la sorgente del segnale di ingresso impostata su 0 V (cortocircuitata), gli amplificatori invertenti e non invertenti hanno lo stesso aspetto. L’analisi della tensione di offset è indipendente dalla configurazione dell’amplificatore. È possibile prevedere l’errore all’uscita Vo dall’equazione per l’amplificatore non invertente
Vo_error = Voff ( R2 / R1 + 1 )
Di che pericolo si avverte questa equazione? Se si dispone di un grande guadagno del segnale nel circuito, l’amplificatore aumenterà l’errore Voff insieme al segnale.
CIRCUIT INSIGHT Esegue una simulazione di OP_VOFF.CIR. Sorgente di tensione VOFF modella la tensione di offset, inizialmente impostata su +1 mV. Con R1 = 10k e R2 = 100 k, qual è l’errore all’uscita V (4)? L’errore di output viene urtato a un enorme 11 mV come previsto dall’equazione sopra. Scegliere un guadagno diverso e / o tensione di offset. Esegui una simulazione. L’errore di output è quello che ti aspettavi?
REGOLAZIONE OFFSET
Necessità di regolare l’effetto della tensione di offset di ingresso a zero? Aggiungere un potenziometro e un resistore.(Vedi Regolazione offset ingresso Op Amp)
CORRENTE di POLARIZZAZIONE di INGRESSO
La tensione di offset di ingresso non è l’unico errore dell’ingresso dell’op amp. Lo stadio di ingresso è costituito da transistor, che richiedono una quantità finita di corrente di polarizzazione per il funzionamento. Il circuito sopra presuppone che il bias sia trascurabile. Tuttavia, gli amplificatori operazionali reali hanno correnti di polarizzazione da non sottovalutare. La buona notizia è che ci sono tecniche intelligenti che puoi usare per ridurre al minimo e annullare anche questi errori.
(Vedi Correnti di polarizzazione di ingresso Op Amp)
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