在本篇文章中重點介紹了運放的這兩個參數定義及其影響以及需要注意的要點。認真閱讀本文,快速帶你了解輸入偏置電壓參數。
四、輸入偏置電壓Vos影響分析
將以下圖來進行分析輸入偏置電壓Vos的影響。在這個應用示例中,我們將看到如何從偏移電壓Vos計算輸出電壓誤差。
將偏置電壓看作與運放的非逆變輸入串聯的直流電壓源。在這種情況下,我們有一個0.1mV或100uV的偏置輸入電壓。信號源是一個非常小的1毫伏輸入,所以偏移量會產生相當大的誤差。此部分的增益配置為100 V/V,可計算為R2/R1+1。
總輸出電壓是偏移量和輸入信號(1mV+0.1 mV)的串聯組合,乘以增益(100),得到Vout=110mV。偏移量占大約10%的誤差。
由此可見輸入偏置電壓會隨著放大增益一起放大,而且輸入電壓越與Vos相接近,則Vos產生的誤差就越大,所以對于小信號放大需要十分小心 。
五、輸入偏置電壓平均漂移TCVos影響分析
將以下圖來進行分析輸入偏置電壓Vos和輸入偏置電壓漂移TCVos的影響。
輸入偏置電壓漂移TCVos的計算可以用類似的方式進行。注意,我們有兩個源:一個用于初始偏移,另一個用于偏移偏移。偏置漂移源在25攝氏度時為零。當溫度偏離25攝氏度時,溫差將乘以偏置漂移產生附加偏置電壓。之前定義公式的變形如下:
下表說明了偏移量是如何隨溫度變化的。記住偏移漂移的斜率可以是正的也可以是負的,所以這兩種情況都會顯示出來。
由此可見輸入偏置電壓漂移TCVos引起輸入偏置電壓的電壓會進一步加大,而上面已經說明過輸入偏置電壓會隨著放大增益一起放大,所以對于對于溫度變化范圍大而且電壓小的信號需要十分小心 。
六、結論
在實際的評估和使用過程中需要注意以下幾點:
1、不同型號的運放其輸入偏置電壓Vos和輸入偏置電壓平均漂移TCVos,差異很大需要去數據手冊獲取,且可以結合其相關的圖去驗證理解參數。當然數據手冊上的有些曲線需要看清楚它的條件。否則會影響對該芯片的參數理解。
2、輸入偏置電壓平均漂移TCVos的計算公式可以作為前期評估的參考,最好還是去找原廠確認其極限參數。
3、輸入偏置電壓Vos會隨著放大倍數一起放大,所以需要注意它在輸出中占的誤差比例,這個會影響采集的精度,而且會更容易達到輸出削頂失真,尤其是小電壓放大應用中要注意它對精度的影響。
4.輸入偏置電壓Vos和輸入偏置電壓平均漂移TCVos一起計算時會進一步增大誤差,所以針對于環境溫度變化較大的應用中需要合理選擇運放這兩個參數,保證自己的目標采集精度能達到客戶需求。
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