運算放大器工作原理及誤差分析

這樣可以計算出，0~25℃的溫度漂移造成的影響如下：
項目 單位 參數
輸入失調電壓溫漂造成的誤差 μV 250
輸入失調電流溫漂造成的誤差 μV 3.4
合計本項誤差為 μV 253
輸入信號200mV時的相對誤差 % 0.1
輸入信號100mV時的相對誤差 % 0.25
輸入信號 25mV時的相對誤差 % 1.01
輸入信號 10mV時的相對誤差 % 2.53
輸入信號 1mV時的相對誤差 % 25.3
初步結論是：在使用高速運放時，由于失調電壓溫度系數較大，造成的影響較大，使得它不適合放大100mV以下直流信號。若以上兩項誤差合計將更大。

若其它條件不變，僅僅運放的外圍電阻等比例增加一倍，造成誤差如下：
這樣可以計算出，在25℃的溫度下的失調誤差造成的影響如下：
項目 單位 參數
輸入失調電壓造成的誤差 μV 7500
輸入失調電流造成的誤差 μV 27.3
合計本項誤差為 μV 7527
這樣可以計算出，0~25℃的溫度漂移造成的影響如下：
項目 單位 參數
輸入失調電壓溫漂造成的誤差 μV 250
輸入失調電流溫漂造成的誤差 μV 6.8
合計本項誤差為 μV 257
初步結論：僅僅運放的外圍電阻等比例增加一倍，運放的輸入失調電壓和輸入失調電壓溫漂造成誤差不變，而輸入失調電流和輸入失調電流溫漂造成的誤差隨之增加了一倍。所以，對于高阻信號源或是運放外圍的電阻較高時，輸入失調電流和輸入失調電流溫漂造成的誤差會很快增加，甚至有可能超過輸入失調電壓和輸入失調電壓溫漂造成誤差，所以這時需要考慮采用高阻運放或是低失調運放。

精密運放OP07D的主要指標為：
項目 單位 參數
輸入失調電壓 μV 85
輸入失調電壓溫度漂移 μV/℃ 0.7
輸入失調電流 nA 1.6
輸入失調電流溫度漂移 pA/℃ 12

這樣可以計算出，在25℃的溫度下的失調誤差造成的影響如下：
項目 單位 參數
輸入失調電壓造成的誤差 μV 85
輸入失調電流造成的誤差 μV 14.5
合計本項誤差為 μV 99.5
輸入信號200mV時的相對誤差 % 0.05
輸入信號100mV時的相對誤差 % 0.1
輸入信號 25mV時的相對誤差 % 0.4
輸入信號 10mV時的相對誤差 % 1.0
輸入信號 1mV時的相對誤差 % 10
初步結論是：精密運放輸入失調電壓和輸入失調電流造成的誤差不太大，而且可以在工作范圍的中心溫度處通過調零消除。其中輸入失調電壓造成的誤差大于輸入失調電流造成的誤差。

這樣可以計算出，0~25℃的溫度漂移造成的影響如下：
項目 單位 參數
輸入失調電壓溫漂造成的誤差 μV 17.5
輸入失調電流溫漂造成的誤差 μV 2.7
合計本項誤差為 μV 20.2
輸入信號200mV時的相對誤差 % 0.01
輸入信號100mV時的相對誤差 % 0.02
輸入信號 25mV時的相對誤差 % 0.08
輸入信號 10mV時的相對誤差 % 0.2
輸入信號 1mV時的相對誤差 % 2.0
初步結論是：在使用精密運放時，由于失調電壓溫度系數不大，造成的影響不大，使得它能夠放大10mV以上的直流信號。

若其它條件不變，僅僅運放的外圍電阻等比例增加一倍，造成誤差如下：
這樣可以計算出，在25℃的溫度下的失調誤差造成的影響如下：
項目 單位 參數
輸入失調電壓造成的誤差 μV 85
輸入失調電流造成的誤差 μV 29.1
合計本項誤差為 μV 114.1
這樣可以計算出，0~25℃的溫度漂移造成的影響如下：
項目 單位 參數
輸入失調電壓溫漂造成的誤差 μV 17.5
輸入失調電流溫漂造成的誤差 μV 5.5
合計本項誤差為 μV 23
初步結論：僅僅運放的外圍電阻等比例增加一倍，運放的輸入失調電壓和輸入失調電壓溫漂造成誤差不變，而輸入失調電流和輸入失調電流溫漂造成的誤差隨之增加了一倍。所以，對于高阻信號源或是運放外圍的電阻較高時，輸入失調電流和輸入失調電流溫漂造成的誤差會很快增加，甚至有可能超過輸入失調電壓和輸入失調電壓溫漂造成誤差，所以這時需要考慮采用增加運放輸入電阻或是降低運放輸入失調電流。

高精度運放ICL7650的主要指標為：
項目 單位 參數
輸入失調電壓 μV 0.7
輸入失調電壓溫度漂移 μV/℃ 0.02
輸入失調電流 nA 0.02
輸入失調電流溫度漂移 pA/℃ 0.2

這樣可以計算出，在25℃的溫度下的失調誤差造成的影響如下：
項目 單位 參數
輸入失調電壓造成的誤差 μV 0.7
輸入失調電流造成的誤差 μV 0.2
合計本項誤差為 μV 0.9
輸入信號200mV時的相對誤差 % 0.0004
輸入信號100mV時的相對誤差 % 0.0009
輸入信號 25mV時的相對誤差 % 0.0035
輸入信號 10mV時的相對誤差 % 0.0088
輸入信號 1mV時的相對誤差 % 0.088
初步結論是：高精密運放輸入失調電壓和輸入失調電流造成的誤差很小可以不調零。其中輸入失調電壓造成的誤差大于輸入失調電流造成的誤差。