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計(jì)算運(yùn)放電路的輸出失調(diào)詳細(xì)方法介紹
  • 發(fā)布時(shí)間:2022-09-03 15:22:14
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計(jì)算運(yùn)放電路的輸出失調(diào)詳細(xì)方法介紹
運(yùn)放電路的輸出失調(diào)計(jì)算
理想的運(yùn)算放大器模型具有無(wú)限的增益、帶寬、輸入阻抗和輸出導(dǎo)納,以及幾乎為零的輸入失調(diào)電壓和偏置電流。但在運(yùn)算放大器現(xiàn)實(shí)的工作環(huán)境中,偏離理想狀態(tài)是正常的,比如一個(gè)直流測(cè)量系統(tǒng),失調(diào)電壓的存在就不容忽視。運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓會(huì)引起直流信號(hào)輸出產(chǎn)生誤差,甚至減小輸出動(dòng)態(tài)范圍。
理想運(yùn)放的傳遞函數(shù)由等式y(tǒng) = A(V+ - V-)描述,其中y是輸出,A是增益,A→∞,V+和V-分別是運(yùn)放正、負(fù)輸入端的電壓。
假設(shè)實(shí)際運(yùn)放輸入/輸出傳輸特性為y = A(V+ - V- + e),其中e是理想運(yùn)放的差分輸入誤差,可以計(jì)算出失調(diào)量。
該模型與實(shí)際運(yùn)放中觀察到的結(jié)果一致:當(dāng)輸入存在差異時(shí)(V+ ≠ V-),輸出為零;當(dāng)V+ = V-時(shí),實(shí)際運(yùn)放產(chǎn)生非零輸出。
假設(shè)運(yùn)放的函數(shù)模型為y = A(V+ - V- + e),其中e是輸入失調(diào)電壓,當(dāng)用于負(fù)反饋配置時(shí),我們得到:
運(yùn)放 輸出失調(diào)
或者,對(duì)于在負(fù)反饋配置中使用的任何運(yùn)放,V+ - V- = - e(假設(shè)增益無(wú)限大)。
因此,分析理想運(yùn)放電路時(shí)廣泛遵循的運(yùn)放“黃金法則”需要做一些修改,以便包含表示輸入失調(diào)電壓存在的值e。
? 在采用負(fù)反饋配置運(yùn)放的電路中,V- = V+ + e;
? 運(yùn)放正極或負(fù)極輸入/輸出電流為零。
現(xiàn)在考慮圖1所示的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。原理圖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)映射到圖2所示的電路,其電阻網(wǎng)絡(luò)分別由戴維南(Thevenin)等效電路(從端子向外看)替換為Vth+、Rth+和Vth-、Rth-。
運(yùn)放 輸出失調(diào)
圖1:負(fù)反饋運(yùn)放電路的一般拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
運(yùn)用黃金法則:
V? = V+ + e = Vth+ + e,因?yàn)閂+ = Vth+。
在圖2中運(yùn)放的負(fù)極端應(yīng)用基爾霍夫電流定律,得出:
運(yùn)放 輸出失調(diào)
用Vth+、Vth-和e求解Vout,得到:
運(yùn)放 輸出失調(diào)
圖2:圖1所示的電路拓?fù)溆成涞皆撾娐贰?/div>
F(Vth+, Vth-, 0)僅僅是理想運(yùn)放的輸出(即輸入失調(diào)電壓是零)。因此,輸出失調(diào)為:
運(yùn)放 輸出失調(diào)
我們將在廣泛使用的各種運(yùn)放電路的輸出失調(diào)計(jì)算中應(yīng)用上述導(dǎo)出公式。
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