运算参数的详细解释和分析

运算参数的详细解释和分析，对一些运放的基本参数以及一些运放的选型做的比较好的总结RF 1MR1MIdeal Op AmpVoutRs 1MIb+7plb causes errors at youtVinVinm= 1.5uVVinRF 1MbyoutRI 1Mal Op ApVoutRS 1MVinIb+7p b flow s through feedback and input resistorsVinpView out and v in as low ipe danceVinp=7uVvmm=b-RF∥RVinp=1b+(Rs)RF 1MRI 1MVIb-1 5uIdeal Op Ap-VoutRS 1MVout error= 1 1uVVIb+ 7uVinIb flow s through feedback and input resistorsModel as vib+ andv ibInverting and Non-Inverting Gains create V out errorR2 1MIdeal Op Al-C VoutR11MVout error =11uVVIb 5. 5uVinSimplified VIb ModelVIb =VIb+VIbLNon-Invverting Gain Creates Vout error再有一点,对于微小电流检测的电路,一般为跨阻放大电路,如光电二极管的探测电路,一般有用光信号都比较微弱转化的光电源信号更微弱,常常为nA级甚于pA级。这个电路的本总是想让光电流向反馈电阻流动从而在放大电路输出端产生出电压。如果选用的运放的输入偏苴电流过大,刚坟这个微弱的光电流会有一部分流入到运放的输入端,而达不到预设的V线性转化。还需要注意的一点时,许多运放的输入失调电流会随着温度的变化而变化,如下图所示OPA350的输入失调电流会在高于25度时快速的升高。在100度时的输入偏置电流是25度时的几百倍。如果设计的系统是在很宽的温度范围内工作,这一因素不得不考虑。INPUT BIAS CURRENT VS TEMPERATURE100OPA3500.150-250255075100125Temperature(c)以上啰啰嗦嗦的讲了运放的输入偏置电流和失调电流,希望对大家有用。下一节中将详细剖析其它参数。You have posted to a forum that requires a mo derator to approve posts before they are publiclyavailableg deyisupport comhttp://www.deyisupport.com/questionanswer/analoglamplifiers/f/52/t/18960.aspx运放参数的详细解释和分析part2,如何测量输入偏置电流I失调电流los(建议置顶)上一节讲了运放输入偏置电流和输入失调电流。这一节给岀输入偏詈电流测量方式。体来说主要有两种测试方法,一种是让输入偏置电流流入一个大的电阻,从而形成一个T员工失调电压,然后放大失调电压并进行测量,这样就可以反算出输入偏置;另一种方法是让输入偏置电流流入一个电容,用电容对这个电流进行积分,这样只要测和电容上的电压变化速率,就可以计算出运放的偏苴电流。先介绍第一种方法,具体电路如下图所示,C1是超前补偿电容以防止电路的振荡,根据实际电路选择。OP2是测试辅助运放,需选低偏苴电压和低偏苴电流的运放。测试步骤和原理下面一步一步进行推算。C122pR450kS1R350R11mOP DUTR550R2 1mF1AOP2S2(1)首先测试运放的失调电压。关闭S1和S2,测试出OP2运放的输出电压记下vout。则输入失调电压为:(2)打开S2待测运放的+流入R2,会形成一个附加的失调电压∨os1,测试出OP2运放的输出电压记下out1。则运放同向输入失调电压为(2)关闭S2,打开S1待测运放的|b-流入R1,会形成一个附加的失调电压Vos2,测试出○P2运放的输出电压记下Vout2。则运放反向输入失调电压R4+R3为(4)运放输入偏置电流为Ra=[(b+)+(b-)]/2bR2R运放输入失调电流为los=(Ib+ -(Ib-)这种测试方法有几个缺点,一个是使用了很大的电阻R 3boytowtR1和R2,一般会是M欧级,这两个电阻引入了很大的+电压噪声。受到电阻R1和R2的阻值的限制,难以测得ET输入运放的偏置电流。第二种方法测试方法,是让运放的输入偏置电流流入电容,具体测试如下图。从图中的公式很容易埋解测试的原埋,这个测试的关键,是选取漏电流极小的电容。S2DUT○voB+△V△tcS1△tOPEN S1 TO MEASUREBOPEN S2 TO MEASURE B-(1)打开S1,B+流入电容C,用示波器观察v的变化,结果如下图,按上图的方法就可以计算出B+AV/mv△t/scnF|b/nAek几StopM Pos: 0.000sCURSORNo. 1 B+1666689540.237072Ime(2)关闭S1打开S2,旧流入电容C,用示波器观察v的变化,结果如下图,可以计算出B-。t660s3)再根据定义就可以计算出运放的输入偏置电流和失1111:14112 149.7mHz调电流。△V166mVCursor 13.64AV/mv At/ s C/nF b/nA140mVCursorNo, 1 B443.229540.13036304s180mCHI 500mM1.00sCHI/ 000V这种测试方法可以测得fA级的失调电流。测试时需要选16-J3n-130052<10H用低漏电流的电容,推荐使用极低漏电流的特氟龙电容,聚内烯(P电容或聚苯乙烯电容。再分享一个经Tkn● Stop MPos00 s CURSOF验,就是贴片电容在焊接过程中,由于引脚可能残留焊锡膏等杂质,会使FET运放的漏电流大大的增加。曾经测试一个偏置电流为小于10pA级的运放,由于没有对引脚进行清洗,结果测得结果出现了很大的误SourceCH1差,或者叫差错,达了nA的水平了△t3.220s…:3106mYou have posted to a forum that requires aev 44.dmVmoderator to approve posts before they areCUrsor 11.725publicly available920mVM500msCH10.0016-an-13012<10Hg deyisupport comhttp://www.deyisupport.com/questionanswer/analog/amplifiers/f/52/t/19088.aspx运放参数的详细解释和分析part3,输入失调电压vos及温漂(建议置顶)在运放的应用中,不可避免的会碰到运放的输入失调电压Vos问题,尤其对直流信号进行放大时,由于输入失调电压Vos的存在,放大电路的输出端总会叠加我们不期望的误差。T员工举个简单,老套,而经典的例子,由于输入失调电压的存在,会让我们的电子秤在没经调校时,还没放东西,就会有重量显示。我们总不希望,买到的重量与实际重有差异吧,买苹果差点还没什么,要是买白金戒指时,差一克可是不少的 moneyl哦。下面介绍一下运放的失调电压,以及它的计算。最后再介绍一些T低输入失调电压运放。不足之处,多多拍砖。理想情况下,当运放两个输入端的输入电压相同时,运放的输出电压应为0∨,但实际情况确是,即使两输入端的电压相同,放大电路也会有一个小的电压输出。如下图,这就是由运放的输入失调电压引起的。RF 1MR1MIdeal Op AmpVoutVout error= 50uVVos 25uInput offset VoltageCreates yout error当然严格的定义应为,为了使运放的输出电压等于0,必需在运放两个输入端加一个小的电压。这个需要加的小电压即为输入失调电压Vos。注意,是为了使出电压为0,而加的输入电压,而不是输入相同时,输出失调电压除以增益(微小区别)。运放的输入失调电压来源于运放差分输入级两个管子的不匹配。如下图。受工艺水平的限制,这个不匹配是不可避免的。差分输入级的不匹配是个坏孩子,它还会引起很多其他的问题,以后介绍。Input offset fromMismat ch of○input transistorsVI11S1曾经请教过资深的运放设计工程师,据他讲,两个管子的匹配度在一定范围内是与管子的面积的平方根成正比,也就是说匹配度提高为原来的两倍。面积要增加四倍,当到达一个水平时,即使再增加面积也不会提高匹配度了。提高面积是要增加心的成本的哦。所在有一个常被使用的办法,就是在运放生产岀来后,进行测试,然后再Trm(可以理解为调校了)。这样就能使运放的精度大在提高。当然,测试和Trm都是需要成本的哦。所以精密运放的价格都比较贵。这段只当闲聊,呵呵。我们关注输入失调电压,是因为他会给放大电路带来误差。下亩就要分析它带来的误差。在计算之前,我们再认识一个让我们不太爽的参数,失调电压的温漂,也就是说,上面提到的输入失调电压会随着温度的变化而变化。而我们的实际电路的应用环境温度总是变化的,这又给我们带来了棘手的问题。下表就是在OPA376datas heet上截取下来的参数。它温漂最大值为1uC(-40°Cto85℃C)。一大批运敚的∨os是符合正态分布的,因此 datasheet一般还会给出 offset分布的直方图。PA376.oPA376.oPA4376PARAMETERSCONDTIONSTYPMAXUNITOF FSET VOLTAGEInput Osed VoltagedVas/d026OFFSET VOLTAGEPRODUCTION DISTRIBUTIONo uo wotou o u o u o u o8N8p tray&N&Offset Voltage (uv)当温度变化时,输入失调电压温漂的定义为刚忘记了另一个重要的参数,就是运放输入失调电压的长期漂移,△VOS(T1)-Vos(250)般会给出类似uV1000 hours或 uV/moth等。有些 datas heet会给出ATT1-2C这一参数。下面举例计算一下OPA376,在85℃C时的最大失调电压,主要是两部分,一部分是25度时的输入失调电压,另一部分是温度变化引起的失调电压漂移具体步聚如下图。从结果来看似1uⅥ°C温漂,在乘上温度变化时,就成为了误差的主导。因此,如果设计的电路在宽的温度范围下应用,需在特别关注温漂。RF 1MR 1MIdeal Op ApVos drift 60u Vos 25VoutVout error =170uVInitial Vos Vos Drift creates Vout errorOperating Temperatue 25Cto 85CMT=85C-25C=60CdNosVos drift=△TdTVos drift= 60c-1uv/C= 60uvs(85°C)=25uV+60uV=85如果放大电路的Gain改为100,则最大输出失调电压就为8.5m。这是最差的情况。关于输入失调电压的测试在"运放参数的详细解释和分析-part2,如何测量输入偏置电流b,失调电流ls"中有介绍,惑兴趣的话,可以去看看。还有简单的测试方法,如下图:Rf100kRiVcc100VoutVssAVs=∨out/1001需要提醒的是,使用简易方法测试单电源运放的输入失调电压时,需要将输入端短路并提供一个低噪声的稳定电压偏置。如下图。