运放输出失调电压(包括温漂)的消除
时间:10-08 09:57 阅读:2363次
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简介:本文主要介绍的是运算放大电路中输出失调电压以及温漂的消除方法。
一般的温漂补偿法需先检测其大小,然后采用外干预电路进行补偿,其难点在于准确检测,并不能一次性调整解决。本法由运放“自治”就省事,不用计算,一次搞定。
1),复合运放跟随器
运放输入失调电压加温漂(ΔVos/ΔT和ΔIos/ΔT)改变量Vos+Δ,最终都体现于输出失调电压。如果将Vos+Δ视为理想运放输入端的偏压,那么设置其反向抵消之,输出失调电压等于0,输入失调电压加温漂也就消除。同一基片参数一样的两个运放块,温漂就很接近,搭建下左复合跟随器,静态时,A的输出由B跟随器全部反馈回-端,跟一般跟随器一样输出Vos+Δ失调电压。在传输过程,B加入自己的Vos+Δ设置了-端偏压,反向输出-(Vos+Δ),两个电压在A输出端叠加相抵消为uo=(Vos+Δ)-(Vos+Δ)=0,即实现输入失调电压加温漂改变量的消除。
如右图,当A的+输入端有Ri电阻接地,或者接输入信号,则要加电阻Rs=Ri,微调其中一个电阻值就可以调0输出。
2),比例运算电路
运算电路在消除失调电压的过程,A运放-端静态基极电流在电阻ro+Re//Rc(ro是B的内阻,一般几百欧)产生额外压降,+端必须产生相当的压降给予消除,偏压才为0,即 (ro+Re//Rc)(Ibs-0.5Ios)-R1(Ibs+0.5Ios)=0,但是两端压降随温漂改变并非一致,消除结果就留下微小的偏压残值,使输出波形中轴与0轴的偏离。
由于ro不是固定值,用上式计数求得电阻R1也是近似值,所以不如取R1=Re,调试时往大微调R1的电阻值,直到输出消0。这样的方案仅仅对某一个温漂值消0,应根据温漂的变换范围取中间值,统筹兼顾。
例如LM324的Vos=2mv,Ios=5e-9A,输入信号E=10uv,电路放大倍数501。设温漂Vos是2mv/℃,Ios是2nA/℃,分别仿真Vos=0.002v,Ios=5e-9A;Vos=0.02v,Ios=5e-8A(+10℃)和Vos=0.1v,Ios=5e-7A(+50℃)三个档次如图,残值不大。
3),反相和差分运算原理与上述一样
反相与同相运算电路误差一样。
设差分电路Re=Ra,R=Rb,则基极电流在两个输入端产生的压降相等输出失调电压才为0,即(ro+Re//R)(Ibs-0.5Ios)=(Re//R)(Ibs+0.5Ios)。