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          INA:偏移電壓與增益之間的關(guān)系

          作者: 時間:2015-11-17 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            你是否曾經(jīng)想過為什么一個傳統(tǒng)3運放(3-op amp)儀表放大器的偏移電壓會隨著的變化而變化?圖1摘自333數(shù)據(jù)表。此數(shù)據(jù)表顯示了偏移電壓對器件依存關(guān)系的一個示例。今天,我們來看看是如何確定這個等式的。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/282920.htm

              

           

            圖1:333偏移電壓技術(shù)規(guī)格

            傳統(tǒng)3運放儀表放大器具有兩個級。輸入級由兩個緩沖(或放大)差分輸入信號的非反向放大器組成。輸出級由一個將差分信號轉(zhuǎn)換為單端輸出的差分放大器組成。他還提供將基準電壓添加到輸出的功能。圖2顯示了一個傳統(tǒng)3運放的拓撲結(jié)構(gòu)。

              

           

            圖2:傳統(tǒng)3運放儀表放大器

              

           

            假設(shè)GDAand GIS是分別與差分放大器和輸入級相關(guān)的,方程式1是圖2中電路的普通傳遞函數(shù)(假設(shè)R2=R4并且R1=R3)。

            儀表放大器中每一個運放均有一個輸入偏移電壓。與A1和A2相關(guān)的偏移電壓根據(jù)RF和RG之間的比率放大。將輸入偏移電壓模擬為與A1和A2的每個非反向端子串聯(lián)的電壓源就得到圖3中顯示的輸出等式。

              

           

            圖3:使用偏移電壓模型的A1和A2的輸出

            一個查看圖3中針對VOA2方程式的直觀方法就是與非反向輸入串聯(lián)的源被A2的非反向增益所放大。與A1的非反向輸入串聯(lián)的源必須接到A1的反向端子上,最終在被A2的反向增益增加后添加到A2的輸出上。對A1執(zhí)行同樣的分析可得到針對VOA1的方程式。

            方程式2顯示針對VIN-DA的方程式,這個值是差分放大器的輸入電壓(圖4)。需要注意的是,如下方等式定義的那樣,輸入級偏移電壓被輸入級的增益,GIS,放大。

              

           

            圖4用偏移電壓模型顯示了輸出級差分放大器。差分放大器的增益被設(shè)定為1V/V,這個值與大多數(shù)儀表放大器的增益一致。我們看到偏移電壓,VOS3,出現(xiàn)在輸出方程式中。他被放大2倍,為A3的非反向增益值。

              

           

            圖4:使用偏移電壓模型的差分放大器

            由于差分放大器的增益是固定的,A3對于偏移的影響不會隨著增益的變化而變化。因此,如等式3所示,我們可以表示出現(xiàn)在儀表放大器輸出(折算到輸出或者“RTO”)上的偏移電壓,在這里GIS是輸入級的增益,VOS_IS是輸入級的精偏移電壓,而VOS_DA是差分放大器級的偏移電壓。

              

           

            即使方程式3看起來似乎與圖1中所示的偏移電壓一樣,實際上不是!仔細查看圖1,顯示出參數(shù)為“偏移電壓,RTI”,意思是偏移電壓被折算到輸入上。如方程式4所示,等式3必須除以增益,以便將偏移電壓折算到輸入上。方程式4對應(yīng)圖1。

              

           

            圖5是333的輸入級和總體儀表放大器偏移的圖表(折算到輸入端)。需要注意的是增益為1V/V時,儀表放大器的偏移簡化為VOS_IS+VOS_DA(25μV+75μV=100μV) 。隨著增益增加,偏移電壓接近VOS_IS(25μV)。然而,如圖5預(yù)期和顯示的那樣,折算到輸出的偏移電壓隨著增益的增加而增加。

              

           

            圖5:VOS_RTI& VOS_RTO與INA333增益的比較圖

            總的來說,如方程式5所示,需牢記的是偏移電壓技術(shù)規(guī)格是折算到輸入上的,并且必須乘上增益,以確定其對輸出的影響。

              

           



          關(guān)鍵詞: INA 增益

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