Op Amp Inngang Offset Spenning
KRETS
OP_VOFF.CIR Last NED SPICE-filen
Bygg noen op amp-krets, bruk 0V til inngangen, og hva forventer du på utgangen? Selv om du vil bli fristet til å si 0 V, er det faktisk en feilspenning tilstede ved utgangen. Hva forårsaker denne feilen? Du kan spore feilen tilbake til en rekke ubalanser i op amp interne transistorer og motstander. For å redegjøre for dette i en kretsdesign, er netto feil modellert Som en offset spenning, Voff, i serie med op amp inngangsterminaler. Hvordan vil det påvirke kretsen din? Det avhenger av op amp selv og din krets design.
INNGANGSFORSKYVNINGSSPENNING
inngangsforskyvningsspenningen kan variere fra mikrovolt til millivolt og kan enten være polaritet. Som regel, bipolare op forsterkere har lavere offset spenninger ENN jfet eller CMOS typer.
men vent, det er mer problemer. Inngangsforskyvningsspenningen vil endre∆V (spenningsdrift) med endring i temperatur ∆T. Denne feilen er en lineær funksjon av temperatur og er definert av
Voff_tc = ∆Voff / ∆T (v / deg C)
for en med en spenning på 25 uV / deg C, hva er driften over, si∆T = 10 deg C?
Voff = Voff_tc · ∆t
= (25 uV / deg C) * 10 Deg C
= 0,25 mV
Dette kan legge til noen alvorlige feil i din temperatur senor krets! Men, å vite din generelle feil budsjett, du kan velge en op amp med en lav nok offset drift for å møte målet krets ytelse.
FORSTERKER med OFFSETSPENNING
offsetspenningen er modellert i serie med en av op amp – inngangsklemmene. Hvilken? Selv om nettoeffekten er den samme ved hver inngang, er Det mye lettere å analysere Voff i serie med positiv (V+) inngang. Hvorfor? Den resulterende kretsen Med Voff På V + ser ut som den ikke-inverterende forsterkerkonfigurasjonen. Analysen for denne kretsen er enkel.
Ignorerer Voff et øyeblikk, er kretsen (vist ovenfor) en inverterende eller ikke-inverterende forsterker? Svaret er ja, begge deler! Med inngangssignalkilden satt til 0 V (kortsluttet) ser de inverterende og ikke-inverterende forsterkerne det samme ut. Analysen for offset spenning er uavhengig av forsterkerkonfigurasjonen. Du kan forutsi feilen Ved utgangen Vo ved ligningen for den ikke-inverterende forsterkeren
Vo_error = Voff (R2 / R1 + 1)
hvilken fare advarer denne ligningen deg om? Hvis du har en stor signalforsterkning i kretsen, vil forsterkeren øke feilen Voff sammen med signalet.
CIRCUIT INSIGHT Kjør en simulering AV OP_VOFF.CIR. Spenningskilde VOFF modellerer offsetspenningen, opprinnelig satt til + 1 mV. Med R1 = 10k og R2 = 100 k, hva er feilen Ved utgangen V (4)? Utgangsfeilen blir bumped til en heidundrende 11 mV som spådd av ligningen ovenfor. Velg en annen gevinst og / eller offset spenning. Kjør en simulering. Er utgangsfeilen det du forventet?
OFFSET JUSTERING
Trenger du å justere effekten av inngangsforskyvningsspenningen til null? Legg til et potensiometer og en motstand.(Se Op Amp Input Offset Adjustment)
INPUT BIAS CURRENT
input offset spenning er ikke den eneste feilen i op amp inngang. Inngangstrinnet er laget av transistorer, som krever en endelig mengde biasstrøm for drift. Kretsen ovenfor antar at bias er ubetydelig. Imidlertid har ekte op-forsterkere biasstrømmer som skal regnes med. Den gode nyheten er at det er smarte teknikker du kan bruke til å minimere og avbryte disse feilene også.
(Se Op Amp Input Bias Currents )
SPICE FILE
Last ned filen Eller kopier denne netlisten til en tekstfil med *.cir forlengelse.