運放失調電壓（運放）

大家好，我是小夏，我來為大家解答以上問題。運放失調電壓，運放很多人還不知道，現在讓我們一起來看看吧！

集成運算放大器的分類

按照集成運算放大器的參數來分,集成運算放大器可分為如下幾類。 精密運算放大器一般指失調電壓低于1mV的運放并同時強調失調電壓隨溫度的變化漂移值要小于100V。對于直流輸入信號，VOS和它的溫漂足夠小就行了，但對于交流輸入信號，我們還必須考慮運放的輸入電壓噪聲和輸入電流噪聲，在很多應用情況下輸入電壓噪 聲和輸入電流噪聲顯得更為重要一些。同時，很多應用設計中需要使用可編程高精密運算放大器（PVGA），在信號鏈中對放大倍數進行動態調整。

在用于實現許多高端傳感器的輸入處理設計時，如何選擇最佳的精密運算放大器卻存在一些挑戰。

在傳感器類型和（或）其使用環境帶來許多特別要求時，例如超低功耗、低噪聲、零漂移、軌到軌輸入及輸出、可靠的熱穩定性和對數以千計讀數和（或）在惡劣工作條件下提供一致性能的可再現性，運算放大器的選擇就會變得特別困難。

在基于傳感器的復雜應用中，設計者需要進行多方面考慮，以便獲得規格與性能最佳組合的精密運算放大器，同時還需要考慮成本。具體而言，斬波穩定型運算放大器（零漂移放大器）非常適用于要求超低失調電壓以及零漂移的應用。斬波運算放大器通過持續運行在芯片上實現的校準機制來達到高DC精度。

精密運算放大電路與普通運算放大電路的區別：

普通運算放大電路構成一般類似，精密放大電路會多一些電源去耦，濾波等特殊設計的電路。主要區別在于運算放大器上，精密運算放大器的性能比一般運放好很多，比如開環放大倍數更大，CMRR更大，速度比較慢，GBW，SR一般比較小。失調電壓或失調電流比較小，溫度漂移小，噪聲低等等。好的精密運放的性能遠不是一般運算放大器可以比得，一般運放的失調往往是幾個mV，而精密運放可以小到1uV的水平。要放大微小的信號，必須用精密運放，用了一般的運放，它自身都會帶入很大的干擾。要通過外圍電路改善，小幅或者微調可以，但無法大幅度或者徹底改變。

將來隨著各種新型傳感器的推出，人們對電子設備性能要求越來越高，大量自動化設備投入使用，低失調、低噪聲的高精密放大器將會在醫療電子、測量儀表、汽車電子、工業自動化設備等領域大顯身手。高精密運算放大器的性能指標將與時俱進，向著更低電壓電流噪聲更低的失調電壓、更低的失調電壓溫漂、更大帶寬、更小功耗、更高電壓方向不斷創新，產品不斷推陳出新，滿足客戶不斷提高的設計需求。

最常用的精密運放就是OP07，以及它的家族，OP27，OP37，OP177，OPA2333。其他的還有很多，比如美國AD公司的產品，很多都是OPA帶頭的。 集成運算放大器是模擬集成電路中應用最廣泛的一種器件。在由運算放大器組成的各種系統中,由于應用要求不一樣,對運算放大器的性能要求也不一樣。

在沒有特殊要求的場合,盡量選用通用型集成運放,這樣既可降低成本,又容易保證貨源。當一個系統中使用多個運放時,盡可能選用多運放集成電路,例如LM324、LF347等都是將四個運放封裝在一起的集成電路。

評價集成運放性能的優劣,應看其綜合性能。一般用優值系數K來衡量集成運放的優良程度,其定義為：式中,SR為轉換率,單位為V/ms,其值越大,表明運放的交流特性越好;Iib為運放的輸入偏置電流,單位是nA;VOS為輸入失調電壓,單位是mV。Iib和VOS值越小,表明運放的直流特性越好。所以,對于放大音頻、視頻等交流信號的電路,選SR（轉換速率）大的運放比較合適;對于處理微弱的直流信號的電路,選用精度比較的高的運放比較合適（既失調電流、失調電壓及溫飄均比較小）。

實際選擇集成運放時,除優值系數要考慮之外,還應考慮其他因素。例如信號源的性質,是電壓源還是電流源;負載的性質,集成運放輸出電壓和電流的是否滿足要求;環境條件,集成運放允許工作范圍、工作電壓范圍、功耗與體積等因素是否滿足要求。 1．集成運放的電源供給方式

集成運放有兩個電源接線端+VCC和-VEE,但有不同的電源供給方式。對于不同的電源供給方式,對輸入信號的要求是不同的。

（1）對稱雙電源供電方式

運算放大器多采用這種方式供電。相對于公共端（地）的正電源（+E）與負電源（-E）分別接于運放的+VCC和-VEE管腳上。在這種方式下,可把信號源直接接到運放的輸入腳上,而輸出電壓的振幅可達正負對稱電源電壓。

（2）單電源供電方式

單電源供電是將運放的-VEE管腳連接到地上。此時為了保證運放內部單元電路具有合適的靜態工作點,在運放輸入端一定要加入一直流電位,如圖3.2.1所示。此時運放的輸出是在某一直流電位基礎上隨輸入信號變化。對于圖3.2.1交流放大器,靜態時,運算放大器的輸出電壓近似為VCC/2,為了隔離掉輸出中的直流成分接入電容C3。

圖3.2.1 運算放大器單電源供電電路

2．集成運放的調零問題

由于集成運放的輸入失調電壓和輸入失調電流的影響,當運算放大器組成的線性電路輸入信號為零時,輸出往往不等于零。為了提高電路的運算精度,要求對失調電壓和失調電流造成的誤差進行補償,這就是運算放大器的調零。常用的調零方法有內部調零和外部調零,而對于沒有內部調零端子的集成運放,要采用外部調零方法。下面以mA741為例,圖3.2.2給出了常用調零電路。圖3.2.2(a)所示的是內部調零電路;圖（b）是外部調零電路。

3．集成運放的自激振蕩問題

運算放大器是一個高放大倍數的多級放大器,在接成深度負反饋條件下,很容易產生自激振蕩。為使放大器能穩定的工作,就需外加一定的頻率補償網絡,以消除自激振蕩。圖3.2.3是相位補償的使用電路。

圖3.2.2 運算放大器的常用調零電路 圖3.2.3 運算放大器的自激消除

另外,防止通過電源內阻造成低頻振蕩或高頻振蕩的措施是在集成運放的正、負供電電源的輸入端對地一定要分別加入一電解電容（10mF）和一高頻濾波電容（0.01mF~0.1mF）。如圖3.2.3所示。

4．集成運放的保護問題

集成運放的安全保護有三個方面：電源保護、輸入保護和輸出保護。

（1）電源保護。電源的常見故障是電源極性接反和電壓跳變。電源反接保護和電源電壓突變保護電路見圖 3.2.4（a）、(b)所示。對于性能較差的電源,在電源接通和斷開瞬間,往往出現電壓過沖。圖(b)中采用FET電流源和穩壓管鉗位保護,穩壓管的穩壓值大于集成運放的正常工作電壓而小于集成運放的最大允許工作電壓。FET管的電流應大于集成運放的正常工作電流。

（2）輸入保護。集成運放的輸入差模電壓過高或者輸入共模電壓過高（超出該集成運放的極限參數范圍）,集成運放也會損壞。圖3.2.5 所示是典型的輸入保護電路。

圖3.2.4 集成運放電源保護電路 圖3.2.5 集成運放輸入保護電路

（3）輸出保護。當集成運放過載或輸出端短路時,若沒有保護電路,該運放就會損壞。但有些集成運放內部設置了限流保護或短路保護,使用這些器件就不需再加輸出保護。對于內部沒有限流或短路保護的集成運放,可以采用圖3.2.6所示的輸出保護電路。在圖3.2.6電路中,當輸出保護時,由電阻R起限流保護作用。

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圖3.2.6 集成運放輸出保護電路

本文到此講解完畢了，希望對大家有幫助。