在使用運(yùn)放的時(shí)候,有一個(gè)非常關(guān)鍵的參數(shù)需要在設(shè)計(jì)中考慮進(jìn)去,那就是運(yùn)放的失調(diào)電壓(Vos)。
我們先暫時(shí)不贅述概念,免得很多小伙伴上來就一臉懵,如果還沒有運(yùn)放基礎(chǔ)的小伙伴可以戳下面三篇文章:
我們先看一個(gè)用運(yùn)放搭起來的簡單放大電路,如下圖所示:
計(jì)算公式也是比較簡單:
Vout=Vin(R1+R2)/R2
由公式可以很明顯看得出來,運(yùn)放的輸出Vout主要由輸入Vin和電阻R1,R2來決定。
那假如說輸入Vin為零呢?或者換個(gè)角度,如果運(yùn)放的輸入端+和-都接到了GND(也就是0V),那輸出Vout是多少?
從理論上看,輸入V-和V+都是0V,那輸出Vout也應(yīng)該是0V才對(duì)!
但.........事情遠(yuǎn)沒有那么簡單!
實(shí)際的運(yùn)放在使用中,你會(huì)發(fā)現(xiàn),即使把輸入短接到了GND,輸出也不會(huì)為0V,這就是我們常說的“失調(diào)電壓Vos”。
芯片手冊中的失調(diào)電壓:
失調(diào)電壓產(chǎn)生的原因有以下幾點(diǎn):
(1)制作工藝的限制,晶體管在制作的過程中由于工藝上的限制,很難做到完全對(duì)稱,這就導(dǎo)致了運(yùn)放的輸入級(jí)存在微小的偏差。
(2)輸入級(jí)偏置電流的不對(duì)稱引起,運(yùn)放的輸入級(jí)存在的偏置電流存在差異,也會(huì)產(chǎn)生失調(diào)電壓。
(3)外部的因素引起,如溫度,濕度,壓力等等。
失調(diào)電壓矯正方法:
(1)輸入級(jí)外加補(bǔ)償電壓,通過在輸入加入微小的補(bǔ)償電壓使輸出無限接近0V。
(2)外部添加電阻和電容來調(diào)整失調(diào)電壓。
(3)采用自動(dòng)調(diào)零技術(shù),也就是Auto-zero(自歸零)和Chopping(斬波)。
(4)數(shù)字補(bǔ)償,通過采集輸出端失調(diào)電壓的數(shù)據(jù),結(jié)合算法的方式去補(bǔ)償。
總結(jié):在選用運(yùn)放時(shí)要盡量選擇失調(diào)電壓小的,但也要綜合考慮成本,不能一味的追求低失調(diào)電壓的運(yùn)放。在電路設(shè)計(jì)中可以采用差分輸入的架構(gòu)來減少失調(diào)電壓對(duì)結(jié)果的影響。