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消除了运算放大器模块的输出失调电压,仅需一个电阻

输出失调电压和静态基极电流是“坏孩子”。

在运算放大器模块的参数中,导致输出信号的轴的垂直失真偏离0轴,甚至饱和,这限制了弱信号放大器电路的增益。

现有解决方案已经很多,但是该仿真仅具有一个电阻器,并且如果克服了其缺点,则其成为“好男孩”。

运算放大器模块的开环增益参数约为数十万,以避免出现其他误差。

同时,压摆率,增益带宽乘积参数和输入频率必须匹配,以避免实际电路与计算出的参数之间的不一致以及操作不稳定。

默认单位:电压= V,电路= A,电阻=Ω。

可以检查并可以跳过几个概念:运算放大器模块A∝的开环增益(开环增益)在没有外部负反馈的情况下运算放大器模块的放大系数。

输入失调电压Vos(输入失调电压)当输入端子为0时,输出端子Uo≠0,此现有电压称为输出失调电压(输出失调电压,在本文中称为Uos),这是由内部电压引起的。

运算放大器模块的因素; Vos参数表示并量化了这些因素,而不是该物理量确实存在于输入处。

输入偏置电流Ibs(输入偏置电流)和输入失调电流Ios(输入失调电流)也是计算得出的参数,而不是实际的物理量。

当输入端为0时,运算放大器模块输入级差分管的静态基极电流Ib1和Ib2的平均值称为输入偏置电流,即Ibs =(Ib1 + Ib2)/ 2;它们之间的差称为输入失调电流,即Ios = | Ib1-Ib2 |。

消除运算放大器模块跟随器Uos下面分别测试每个参数,以免产生交叉影响。

1-1测试Uos和Vos之间的关系。

HA-2540运算放大器模块的跟随器显示在左侧电路中(省略了双电源+ -15v,下同),运算放大器模块+输入已接地,电压为0,并测量了输出Ua。

= Uos = 0.008(绿线),根据放大电路输入信号的幅度,G倍等于输出信号的幅度,即Vos = Uos / G = 0.008,即HA-2540参数为0.008,与测试一致。

该方法可以测量运算放大器模块的未知Vos参数。

如果右电路+输入端子连接到电源-0.008 = -Vos,则相应的输出-0.008 * G = -0.008抵消了Uos,然后输出端子Ub = 0(蓝线)。

结论Uos = Vos * G ――――――(1-1)在+输入上加上一个-Vos电压,对应于输出-Vos * G = -Uos,然后取消Uos,并输出0. 1-2 Uos与Ibs,Ios之间的关系运算放大器模块输入级差分管具有静态基极电流Ib1和Ib2,并且由外部接地电阻Ro产生的电压降会在输入端子上增加电压。

如果电阻值合适,则相应的输出电压会抵消Uos。

在下面的电路中,运算放大器模块参数Vos = 0.001,Ibs = 0,Ios = 1e-6,当U +接地时,Uo输出0.001v Uos,如左绿线所示;当Ro = 2K时,Ios U +的压降= -0.001(红线),等于+输入端子加上-Vos电压,对应于输出-Vos * G = -0.001以补偿Uos,然后Uo = 0(蓝色右边的行)。

上面的运算放大器模块参数更改为Ibs = 1e-6和Ios = 0。

当Ro = 1K时,Ibs压降U + =-0.001,它也等于+输入加-Vos电压,则Uo = 0。

1-3如何计算Ro电阻值。

从1-2的测试来看,相同标称电流的Ios和Ibs在相同的电阻中具有不同的电压降。

这是因为它们表示不同的静态基极电流,并且+端子上的电压降实际上为。

以上是由静态基极电流产生的。

假设压降为-Ib1 * Ro,则参数Ios是Ib1和Ib2之和的绝对值,标称值的一半是Ib1的当前值,因此-Ib1 * Ro = -0.5Ios * Ro;并且Ibs参数是Ib1和Ib2的平均值,因此-Ib1 * Ro = -Ibs * Ro。

由于本手册未提供Ib1和Ib2数据,因此相关Ios和Ibs参数直接用于分析和计算,因此无需计算Ib1和Ib2。

如果+端子上的Ios和Ibs的压降之和为-0.5Ro * Ios +(-Ro * Ibs),则等于-Vos,即-Ro(0.5Ios + Ibs)=-Vos,对应于输出-Ro(0.5Ios + Ibs))G可以消除Uos。

重新组织移位项以计算Ro关系:Ro = Vos /(0.5Ios + Ibs)――――――――――――(1-3)从关系中,我们可以看到幅度差在