【導(dǎo)讀】失調(diào)電壓與開環(huán)增益,它們是表親。理解這種“不完全”,可幫助你了解你運(yùn)算放大器電路的誤差。所有人都知道失調(diào)電壓,對吧?在圖 1a 所示最簡單的 G=1 電路中,輸出電壓是運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓。失調(diào)電壓被建模為與一個輸入端串聯(lián)的DC電壓。
失調(diào)電壓與開環(huán)增益,它們是表親。理解這種“不完全”,可幫助你了解你運(yùn)算放大器電路的誤差。
所有人都知道失調(diào)電壓,對吧?在圖 1a 所示最簡單的 G=1 電路中,輸出電壓是運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓。失調(diào)電壓被建模為與一個輸入端串聯(lián)的DC電壓。在單位增益中,G=1 時,失調(diào)電壓直接傳遞至輸出。在右側(cè)高增益電路中,輸出電壓為1000?Vos,沒錯吧?
好吧,差不多是這樣,但不完全。理解這種“不完全”,可幫助你了解你運(yùn)算放大器電路的誤差。
在第一種情況下,輸出電壓非常接近基準(zhǔn)電源(我們假設(shè)±電源)。它是我們定義和測試失調(diào)電壓的輸出電壓。但在第二種情況下,輸出電壓可能為幾伏,其假設(shè)失調(diào)電壓為幾毫伏。這要求在運(yùn)算放大器輸入端有少量額外差分電壓,以形成輸出擺動(具體根據(jù)該放大器的開環(huán)增益)。讓我們來進(jìn)行一些具體的計算:
如果DC開環(huán)增益為100dB,則其相當(dāng)于1/10^(100dB/20)= 10uV/V。因此,每從基準(zhǔn)電源輸出擺動1伏,輸入電壓必須改變10uV??砂阉醋魇请SDC輸出電壓變化的失調(diào)電壓。輸出擺動9伏,其變化為90uV?;蛟S,這種變化對于你的電路來說不足為道,也可能會有影響。
重點是,把有限開環(huán)增益看作是隨輸出電壓變化而變化的失調(diào)電壓,可為估計誤差提供一種直觀的方法。另外,這種誤差的特性也有關(guān)系。為了測試失調(diào)電壓和開環(huán)增益,我們使用一種特殊的雙運(yùn)算環(huán)路。利用它,我們可以控制輸出電壓,并測量失調(diào)電壓。如果我們從全輸出范圍整體來看輸出電壓,這種失調(diào)電壓變化情況看起來有點像圖2。
請注意,最大的失調(diào)電壓變化往往出現(xiàn)在輸出極值時,接近正負(fù)軌。運(yùn)算放大器“全力”產(chǎn)生其最大輸出。在中間部分,增量開環(huán)增益更高,然后下降接近軌附近的輸出。正如對電路所做的計劃那樣,確實是這種情況。當(dāng)你把運(yùn)算放大器推向其擺動極限時,失調(diào)電壓會更劇烈地上升。
并非所有運(yùn)算放大器制造商對AOL的規(guī)定都相同。我們的精密運(yùn)算放大器經(jīng)過開環(huán)增益測試,在一個較大的輸出擺動范圍求其平均值,以實現(xiàn)良好的線性運(yùn)行(圖2中紅色線條)。它的規(guī)格表如下:
當(dāng)運(yùn)算放大器超負(fù)荷工作時(形成更大的失調(diào)電壓),輸出擺動更接近軌。有時,我們所列出的輸出擺動會不同于表A。例如,表B的輸出擺動表明了輸入過大的輸出電壓。在我們運(yùn)算放大器開發(fā)組,它被戲稱為“沖撞規(guī)格”,意思是輸入過大,一路沖撞到軌。
兩種規(guī)格都有用,具體取決于你應(yīng)用的要求。關(guān)鍵是理解并小心解讀各種規(guī)格。