放大器Vos 失调电压的测试与处理方法
放大器参数解析与LTspice仿真 2022-09-21
    在直流耦合电路中,不可避免要对直流噪声进行测量与评估。放大器的失调电压参数作为直流噪声重要的组成部分是首先被提及的。本篇介绍一种放大器失调电压参数的测量方式与相应注意事项,配合LTspice仿真帮助理解,以及提供失调电压处理方法。

    1.失调电压测量与注意事项

    测量微伏至毫伏范围的输入失调电压,要求测试电路产生的误差远低于失调电压本身,并将输入失调电压处理到测量设备有效的分辨范围。如图2.19,使用ADA4077-2组建反相放大电路,提供±15V电源供电,将输入端信号接地,电阻R1阻值为10Ω,反馈电阻R2阻值为10KΩ。同相输入端匹配电阻R3为10Ω。该电路的噪声增益为1001倍。测试中使用高精度电压表测量放大器输出端(Vo)的电压。最后,将输出电压除以电路噪声增益,得到ADA4077输入侧的失调电压。

图2.19 ADA4077-2输入失调电压测试电路

    放大器输入失调电压参数实测时,需要注意如下几点:

    (1)供电电源要求低纹波、低噪声,例如电池。

    (2)电路的工作温度保证在25℃,并远离发热源。在电路上电工作稳定,板卡温度没有变化以后进行测量。

    (3)失调电压测试误差可能来自寄生热电偶结点,这是由两种不同金属连接而形成的。例如,电路同相输入端的电阻R3,可以匹配反相输入路径中的热电偶结点。热电偶电压范围通常在2~40μV/ºC以上,并且随温度明显变化。

    (4)电阻的两个引脚焊接在相同的金属(PCB铜走线)会产生两个大小相等、极性相反的热电电压。在两者温度完全相同时,这两个热电电压会相互抵消。所以,控制焊盘和PCB走线长度,减小温度梯度可以提高测量精度。

    使用LTspice对图2.19电路进行瞬态分析,结果如图2.20。ADA4077-2输出电压为-35.268mV。折算到输入端的失调电压为-35.220μV,在ADA4077失调电压范围内。

图2.20 ADA4077-2失调电压仿真结果

    2.失调电压处理方法

    在输出直流噪声较大时,需要对电路进行校正。早期单通道放大器具有失调电压校准的引脚。例如,很多工程师熟知的OP07,其失调电压调整电路如图2.21。使用电位计连接这项功能的1脚、8脚,电位器的分压处连接到电源。如果放大电路设计完善,失调调整范围不会超过最低等级器件的最大失调电压的两至三倍。然而实际电路中,无法保证这些引脚没有噪声,或者避免使用长导线将该引脚连接到相距较远的电位计,这些因素增加失调电压校正的难度。所以,该引脚功能使用不理想。在OP07最新一代替换产品ADA4077-1中1,8脚都定义为NIC,即内部不连接管脚。

图 2.21 OP07失调电压调整电路

    目前主流的失调电压处理方法是外部方法,即使用可编程电压实现失调电压调整。例如,使用数模转化器或者数字电位器。

    如图2.22(a),采用反相配置的放大器电路,在反相端提供失调电压调节电路。当Rb大于R1的100倍以上时,放大器的输出失调电压Vos满足式2-4。

图2.22反相放大电路失调电压抵消方法

    如图2.22(b),采用反相配置的放大器电路,在同相端提供失调电压调节电路。Ra阻值为Ra1与Ra2之和,它等于R1与R2的等效并联阻值。Ra2阻值在100Ω至1KΩ之内, Rb阻值是Ra2阻值的100倍以上,输出失调电压Vos满足式2-5。

                      

    如图2.23,采用同相配置的放大电路,所使用失调电压校正电路,应该避免对反馈回路的增益产生影响。R2阻值为R2a与R2b之和, R2b小于R2a的10%,Rb为R2b的100倍以上,输出失调电压满足式2-6。

                          

图2.23 同相放大电路失调电压抵消方法

    综上,失调电压作为导致直流噪声的重要因素,模拟工程师必须掌握一种测量方法。而失调电压的校正方法,可以扩展到对输出直流噪声的校正。


本文源自微信公众号:放大器参数解析与LTspice仿真,不代表用户或本站观点,如有侵权,请联系nick.zong@aspencore.com 删除!

声明: 本文转载自其它媒体或授权刊载,目的在于信息传递,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,如有新闻稿件和图片作品的内容、版权以及其它问题的,请联系我们及时删除。(联系我们,邮箱:evan.li@aspencore.com )
0
评论
  • 相关技术文库
  • 模拟
  • 模电
  • 运放
  • 放大
  • 共集放大电路的特点

    图5-34(a)为共集电极放大电路,简称为共集放大电路。图5-34(b)为共集放大电路的交流通路,即不加直流

    5小时前
  • 关于运放的平衡电阻的知识

    本文介绍一些关于运放的平衡电阻的知识,感兴趣的朋友可以看看。运放输入端所接电阻要平衡,目的是使集成运放两输入

    前天
  • AT89S52单片机引脚功能中文资料

    [导读]AT89S52单片机引脚功能介绍

    11-30
  • 数字电视发射机中功率放大器的设计方法

         功率放大器是数字电视发射机中的重要组成部分。通常情况下,数字电视发射机中的信号经COFDM方式调制后输出中频模拟信号,通过上变频送入放大部分。该调制方式包括IFFT(8M)和IFFT(2M)两种模式,分别由6817和1705个载波组成。每个载波之间的频率间隔非常近,所以交调信号很容易落在频带内,引起交调失真。数字电视的发射机较传统类型,在线性度、稳定性等方面有着更高的要求。对发射机中的功...

    11-29
  • 相位噪声基础及测试原理和方法

    L(f)Sφ(f)Sφ(f)φ(t)基于鉴相器法测量相位噪声,使载波降频变换为接近直流,高噪声下,会引起L(f)和Sφ(f)之间显著的差异。 无法区分调幅噪声和相位噪声,灵敏度受仪器固有的相位噪声限制,无载波抑制,测量范围受分辨率滤波器形状因子限制,动态范围有限等缺点;但是,该方法测试设置简单、快捷,频率偏移范围大,可测试很多信号源的特性,比如:杂散发射、邻...

    11-29
  • 干货:矢量调制分析基础知识

    前言 本文介绍VSA 的矢量调制分析和数字调制分析测量能力。某些扫频调谐频谱分析仪也能通过使用另外的数字无线专用软件来提供数字调制分析。然而,VSA 通常在调制格式和解调算法配置等方面提供更大的测量灵活性,并提供更多的数据结果和轨迹轨迹显示。本文中描述的基本的数字调制分析概念也同样适用于使用额外数字调制分析软件的扫频调谐分析仪。 VSA 真正的威力在于它测量和分析矢量调制信号和数字调制信号的能力。...

    11-29
  • 相位噪声和抖动对系统性能的影响

    时钟频率的不断提高使相位噪声和抖动在系统时序上占据日益重要的位置。本文介其概念及其对系统性能的影响,并在电路板级、芯片级和单元模块级分别提供了减小相位噪声和抖动的有效方法。随着通信系统中的时钟速度迈入GHz级,相位噪声和抖动这两个在模拟设计中十分关键的因素,也开始在数字芯片和电路板的性能中占据日益重要的位置。在高速系统中,时钟或振荡器波形的时序误差会限制一个数字I/O接口的最大速率,不仅如此,它还...

    11-29
  • 分离模拟和数字接地层

    在使用大量数字电路的混合信号系统中,最好在物理上分离敏感的模拟元件与多噪声的数字元件。另外针对模拟和数字电路使用分离的接地层也很有利。避免重叠可以将两者间的容性

    11-29
  • 基于网分的高速模数转换器输入阻抗测量

          在通信领域,随着中频(IF)频率越来越高,了解输入阻抗如何随频率而变化变得日益重要。本文解释了为什么ADC输入阻抗随频率而变化,以及为什么这是个电路设计难题;然后比较了确定输入阻抗的两种方法:利用网络分析仪测量法和利用数学分析方法计算法。本文还介绍了正确使用网络分析仪的过程,并且提供了一个数学模型,其计算结果与实际测量结果非常接近。  利用高速ADC进行设计时,常常要考虑这样的问题:“...

    11-28
  • ADL5902 TruPwr检波器用于测量RF信号分析

      电路功能与优势  该电路使用ADL5902TruPwr检波器测量RF信号的均方根信号强度,信号波峰因素(峰值均值比)在约65dB的动态范围内变化,工作频率为50MHz至9GHz。  测量结果在12位ADC(AD7466)输出端以串行数据形式提供。在数字域中针对环境温度执行简单的4点系统校准。  RF检波器与ADC之间的接口很简单,由两个信号调整电阻组成,无有源元件。此外,ADL5902内部2....

    11-24
下载排行榜
更多
广告