Op Amp Input Offset Voltage
CIRCUIT
OP_VOFF.CIR Download het SPICE-bestand
Bouw een op-amp-circuit, pas 0V toe op de ingang, en wat verwacht je aan de uitgang? Hoewel je geneigd zou zijn om te zeggen 0 V, Er is eigenlijk een foutspanning aanwezig op de uitgang. Wat veroorzaakt deze fout? U kunt de fout herleiden naar een aantal onbalans in de interne transistors en weerstanden van de op amp. Om rekening te houden met dit in een circuit ontwerp, de netto fout is gemodelleerd als een offset spanning, Voff, in serie met op amp ingang terminals. Hoe zal het je circuit beïnvloeden? Dat hangt af van de op amp zelf en uw circuit ontwerp.
OFFSET-ingangsspanning
de offset-ingangsspanning kan variëren van microvolt tot millivolt en kan ofwel polariteit zijn. Over het algemeen, bipolaire op versterkers hebben lagere offset spanningen dan JFET of CMOS types.
maar wacht, er zijn meer problemen. De input offset spanning zal∆V (spanningsdrift) veranderen met een verandering in temperatuur ∆T. Deze fout is een lineaire functie van de temperatuur en wordt gedefinieerd door
Voff_TC = ∆Voff / ∆T (V / deg C)
voor een met een spanning van 25 uV / deg C, Wat is de drift over, zeg∆T = 10 deg C?
Voff = Voff_TC · ∆T
=(25 uV / deg C· * 10 deg C
= 0,25 mV
dit kan een aantal ernstige fout toe te voegen aan uw temperatuur senor circuit! Maar, het kennen van uw algemene fout budget, kunt u een op amp Met een laag genoeg offset drift om de doel circuit prestaties te voldoen selecteren.
versterker met OFFSET spanning
de offset spanning wordt gemodelleerd in serie met een van de op amp ingangsklemmen. Welke? Hoewel het netto effect bij beide invoer hetzelfde is, is het veel gemakkelijker om Voff in serie te analyseren met de positieve (V+) ingang. Waarom? Het resulterende circuit met Voff op V+ lijkt precies op de niet-inverterende versterkerconfiguratie. De analyse van dit circuit is eenvoudig.
Voff even negeren, is de schakeling (hierboven afgebeeld) een inverterende of niet-inverterende versterker? Het antwoord is ja, beide! Met de ingangssignaalbron ingesteld op 0 V (kort ), zien de inverterende en niet-inverterende versterkers er hetzelfde uit. De analyse voor offsetspanning is onafhankelijk van de versterkerconfiguratie. U kunt de fout aan de uitgang Vo voorspellen met de vergelijking voor de niet-inverterende versterker
Vo_error = Voff (R2 / R1 + 1 )
voor welk gevaar waarschuwt deze vergelijking u? Als u een grote signaalwinst in uw circuit hebt, zal de versterker de fout Voff samen met het signaal verhogen.
CIRCUIT INSIGHT voer een simulatie uit van OP_VOFF.CIR. Spanningsbron VOFF modelleert de offset spanning, aanvankelijk ingesteld op +1 mV. Met R1 = 10k en R2 = 100 k, Wat is de fout bij de uitgang V (4)? De output fout wordt gestoten tot maar liefst 11 mV zoals voorspeld door de vergelijking hierboven. Kies een andere versterking en / of offset spanning. Doe een simulatie. Is de uitvoerfout wat u verwachtte?
OFFSET-aanpassing
wilt u het effect van de offset-ingangsspanning op nul instellen? Voeg een potentiometer en een weerstand toe.(Zie Op Amp ingang Offset aanpassing)
input BIAS stroom
input offset spanning is niet de enige fout van de ingang van de op amp. Het invoerstadium wordt gemaakt van transistors, die een eindige hoeveelheid biasstroom voor verrichting vereisen. Het circuit hierboven gaat ervan uit dat de bias verwaarloosbaar is. Echter, echte op versterkers hebben bias stromen om rekening mee te houden. Het goede nieuws is dat er slimme technieken die u kunt gebruiken om deze fouten te minimaliseren en te annuleren.
(zie Op Amp Input Bias Currents )
SPICE bestand
Download het bestand of kopieer deze netlijst naar een tekstbestand met de *.Cir uitbreiding.