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          運(yùn)放電路誤差這么大,哪來的?

          作者: 時間:2024-05-06 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          下圖1是一個基本的,當(dāng)同相端輸入電壓為0V時,按理想情況,運(yùn)放的輸出端應(yīng)該也為0V. 但圖2的仿真結(jié)果,卻告訴我們運(yùn)放的輸出電壓為196mV.在高精度應(yīng)用中,這個可不算小。這個怎么來的?下面具體講講。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202405/458348.htm

          基本放大電路

          仿真結(jié)果

          運(yùn)放輸出結(jié)果產(chǎn)生原因有很多,對于圖中的應(yīng)用來說,最主要的2個誤差源是運(yùn)放的失調(diào)電壓Vos.和運(yùn)放的偏置電流Ib-. 本應(yīng)用中,輸入共模電壓為0V. 故可以忽略共模電壓對運(yùn)放造成的誤差影響,而且輸出電壓也很小,所以也可以忽略運(yùn)放開環(huán)增益對失調(diào)電壓的影響。

          先看失調(diào)電壓的造成的誤差,根據(jù)LM358的數(shù)據(jù)手冊,輸入失調(diào)電壓是mV級別的。

          數(shù)據(jù)手冊失調(diào)電壓數(shù)據(jù)

          下圖是仿真電路圖

          下面是失調(diào)電壓仿真數(shù)據(jù)

          從上圖可知,失調(diào)電壓為2mV, 這個誤差電壓經(jīng)過反饋回路,放大100倍后,會在輸出端產(chǎn)生一個200mV的誤差電壓。先記住這個數(shù)據(jù),下面接著講偏置電流的影響。

          根據(jù)下圖的仿真結(jié)果,運(yùn)放的偏置電流約為38nA.這個額外的38nA的偏置電流等效會在反饋電阻RF上產(chǎn)生誤差,從而在輸出端產(chǎn)生一個38nA*99K=3.8mV的誤差。根據(jù)電流流向,可知產(chǎn)生的是-3.8mV的誤差,由此可知,綜合失調(diào)電壓和偏置電流造成的總誤差為:200mV-3.8mV=196.2mV. 還記得第一張仿真結(jié)果嗎?運(yùn)放輸出的電壓正好就是196mV. 到此我們了解了文章開頭所講的運(yùn)放輸出誤差的原因了。

          由此可見,在精密應(yīng)用中,運(yùn)放的失調(diào)電壓和偏置電流參數(shù)還真是不可忽略。尤其是小信號的放大電路,需要選擇精密運(yùn)放,選擇失調(diào)電壓和失調(diào)電流小的運(yùn)放,如果運(yùn)放輸入的是交流信號,還需要考慮增益帶寬積的影響,增益帶寬積也會影響運(yùn)放的輸出結(jié)果。



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