Voltaje Offset de entrada de Amplificador Operacional
CIRCUITO
OP_VOFF.CIR Descargue el archivo SPICE
Construya cualquier circuito de amplificador de operación, aplique 0V a su entrada y ¿qué espera en la salida? Aunque estaría tentado a decir 0 V, en realidad hay un voltaje de error presente en su salida. ¿Qué causa este error? Puede rastrear el error hasta una serie de desequilibrios en los transistores y resistencias internos del amplificador operativo. Para tener en cuenta esto en un diseño de circuito, el error neto se modela como un voltaje de desplazamiento, Voff, en serie con terminales de entrada de op amp. ¿Cómo afectará a tu circuito? Eso depende del amplificador de operación en sí y del diseño de su circuito.
VOLTAJE DE DESPLAZAMIENTO DE ENTRADA
El voltaje de desplazamiento de entrada puede variar de microvoltios a milivoltios y puede ser de polaridad. En general, los amplificadores de op bipolares tienen voltajes de desplazamiento más bajos que los tipos JFET o CMOS.
Pero espera, hay más problemas. El voltaje de desplazamiento de entrada cambiará∆V (deriva de voltaje) con un cambio en la temperatura T T. Este error es una función lineal de la temperatura y se define por
Voff_TC = ∆Voff / ∆T (V/° C)
Para una con una tensión de 25 uV / deg C, ¿cuál es la deriva sobre∆T = 10 ° C?
Voff = Voff_TC *T T
= (25 uV / deg C) * 10 deg C
= 0,25 mV
¡Esto podría agregar algún error grave en su circuito de temperatura senor! Pero, conociendo su presupuesto de errores general, puede seleccionar un amplificador operativo con una desviación de desplazamiento lo suficientemente baja para cumplir con el rendimiento del circuito objetivo.
AMPLIFICADOR CON TENSIÓN COMPENSADA
La tensión compensada se modela en serie con uno de los terminales de entrada de amplificador operativo. ¿Cuál? Aunque el efecto neto es el mismo en cualquiera de las entradas, es mucho más fácil analizar Voff en serie con la entrada positiva (V+). ¿Por qué? El circuito resultante con Voff en V+ se parece a la configuración del amplificador sin inversión. El análisis para este circuito es simple.
Ignorando Voff por un momento, ¿el circuito (mostrado arriba) es un amplificador inverso o no inverso? ¡La respuesta es sí, ambos! Con la fuente de señal de entrada configurada en 0 V (en cortocircuito ), los amplificadores invertidos y no invertidos tienen el mismo aspecto. El análisis de la tensión de desplazamiento es independiente de la configuración del amplificador. Puede predecir el error en la salida Vo mediante la ecuación para el amplificador no inverso
Vo_error = Voff (R2 / R1 + 1 )
¿De qué peligro le advierte esta ecuación? Si tiene una gran ganancia de señal en su circuito, el amplificador aumentará el error Voff junto con la señal.
CIRCUIT INSIGHT Ejecute una simulación de OP_VOFF.CIR. Fuente de tensión VOFF modela la tensión de desplazamiento, configurada inicialmente en +1 mV. Con R1 = 10k y R2 = 100 k, ¿cuál es el error en la salida V(4)? El error de salida se salta a la friolera de 11 mV como se predijo en la ecuación anterior. Elija un voltaje de ganancia y/o desplazamiento diferente. Ejecuta una simulación. ¿Es el error de salida lo que esperabas?
AJUSTE DE DESPLAZAMIENTO
¿Necesita ajustar el efecto de la tensión de desplazamiento de entrada a cero? Añade un potenciómetro y una resistencia.(Consulte Ajuste de desplazamiento de entrada de Amplificador operativo)
CORRIENTE DE SESGO de ENTRADA
El voltaje de desplazamiento de entrada no es el único error de la entrada del amplificador operativo. La etapa de entrada está hecha de transistores, que requieren una cantidad finita de corriente de polarización para su funcionamiento. El circuito anterior asume que el sesgo es insignificante. Sin embargo, los amplificadores operativos reales tienen corrientes de sesgo a tener en cuenta. La buena noticia es que hay técnicas inteligentes que puede usar para minimizar y cancelar estos errores también.
(Consulte Corrientes de sesgo de entrada de Amplificador operativo )
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