Op Amp Input Offset spänning
krets
OP_VOFF.CIR ladda ner SPICE-filen
Bygg någon op amp-krets, applicera 0V på dess ingång, och vad förväntar du dig vid utgången? Även om du skulle bli frestad att säga 0 V, finns det faktiskt en felspänning vid utgången. Vad orsakar detta fel? Du kan spåra felet tillbaka till ett antal obalanser i op amps interna transistorer och motstånd. För att redogöra för detta i en kretsdesign modelleras nätfelet som en offsetspänning, Voff, i serie med op amps ingångsklämmor. Hur kommer det att påverka din krets? Det beror på op amp själv och din kretsdesign.
INGÅNGSFÖRSKJUTNINGSSPÄNNING
ingångsförskjutningsspänningen kan sträcka sig från mikrovolt till millivolt och kan vara antingen polaritet. Generellt sett har bipolära op-förstärkare lägre förskjutningsspänningar än JFET-eller CMOS-typer.
men vänta, det finns mer problem. Ingångsförskjutningsspänningen kommer att förändras 20 V (spänningsdrift) med en temperaturförändring 26 T. Detta fel är en linjär funktion av temperaturen och definieras av
Voff_TC = V / deg C)
för en med en spänning på 25 uV / deg C, Vad är drivningen över, säg gärna t = 10 deg C?
Voff = Voff_TC * t
= (25 uV / deg C) * 10 grader C
= 0,25 mV
detta kan lägga till några allvarliga fel i din temperatur senor krets! Men, att veta din totala fel budget, du kan välja en op förstärkare med en tillräckligt låg offset drift för att möta målet krets prestanda.
förstärkare med OFFSETSPÄNNING
offsetspänningen modelleras i serie med en av op amp – ingångarna. Vilken? Även om nettoeffekten är densamma vid endera ingången är det mycket lättare att analysera Voff i serie med den positiva (V+) ingången. Varför? Den resulterande kretsen med Voff vid V + ser ut som den icke-inverterande förstärkarkonfigurationen. Analysen för denna krets är enkel.
ignorera Voff för ett ögonblick, är kretsen (visas ovan) en inverterande eller icke-inverterande förstärkare? Svaret är ja, båda! Med ingångssignalkällan inställd på 0 V (kortsluten) ser de inverterande och icke-inverterande förstärkarna likadana ut. Analysen för offsetspänning är oberoende av förstärkarens konfiguration. Du kan förutsäga felet vid utgången Vo med ekvationen för den icke-inverterande förstärkaren
Vo_error = Voff ( R2 / R1 + 1 )
vilken fara varnar denna ekvation dig om? Om du har en stor signalförstärkning i din krets, förstärkaren kommer att öka felet Voff tillsammans med signalen.
CIRCUIT INSIGHT kör en simulering av OP_VOFF.CIR. Spänningskälla VOFF modeller offset spänningen, initialt inställd på + 1 mV. Med R1 = 10k och R2 = 100 k, vad är felet vid utgången V(4)? Utmatningsfelet stöter på en jättestor 11 mV som förutses av ekvationen ovan. Välj en annan förstärkning och / eller offset spänning. Kör en simulering. Är utmatningsfelet vad du förväntade dig?
OFFSET justering
behöver justera effekten av ingångsspänningen till noll? Lägg till en potentiometer och ett motstånd.(Se Op Amp Input Offset justering)
INPUT BIAS ström
Input offset spänning är inte det enda felet i op amp ingång. Ingångssteget är tillverkat av transistorer, vilket kräver en begränsad mängd förspänningsström för drift. Kretsen ovan antar att förspänningen är försumbar. Men verkliga op-förstärkare har förspänningsströmmar att räkna med. Den goda nyheten är att det finns smarta tekniker du kan använda för att minimera och avbryta dessa fel också.
(se Op Amp Input Bias Currents )
SPICE FILE
ladda ner filen eller kopiera den här nätlistan till en textfil med *.cir extention.