《電子技術(shù)應(yīng)用》
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運算參數(shù)的詳細解釋和分析10— 放大電路直流誤差(DC error)的影響因素
摘要: 讓我們再來認真看一下上一小節(jié)中提到的公式:下面我們一項一項的來看看他們吧。(1)Vos,輸入失調(diào)電壓,大家都熟,不多廢話。
關(guān)鍵詞: 放大器 電壓 電流 信號 傳感器
Abstract:
Key words :

讓我們再來認真看一下上一小節(jié)中提到的公式:

下面我們一項一項的來看看他們吧。

(1)    Vos, 輸入失調(diào)電壓,大家都熟,不多廢話。它更壞的一點是它不是一個老實待著的值,它會隨著溫度變化漂移呢。

(2)    Ib+, 同向端輸入偏置電流,它流過同向端等效阻抗,形成一個誤差電壓。

(3)    Ib-,  反向端輸入偏置電流,它流過反向端等效阻抗,形成一個誤差電壓。

有人可能注意了,輸入端阻抗怎么計算呢。下面的圖一看就明白了。簡而言之吧,輸入電阻(信號源電阻加輸入端電阻)與反饋電阻的并聯(lián)。千萬別忘了信號源電阻哦,因為我們時常選用高阻抗的傳感器做信號源。

(4)    en, 等效輸入噪聲。這個值,我的理解可不只是datasheet中給定的en如1.1nV√Hz。它是集成了電壓噪聲,電流噪聲和電阻噪聲三都的貢獻的。是所有噪聲等效到輸入端的值。具體請參照Art Kay的文章和本系列博文的part4。

(5)    eo/A, 這個表達式,可能很多人從來沒有關(guān)注過,有這一項的原因是,運放的開環(huán)增益A不為0。這也就是因為輸入貼值的不同,而引起的等效輸入誤差的不同了,舉個例子吧,如果輸出值是5V。開環(huán)增益是100dB,不低了吧。它的折算到輸入端的誤差就有50uV啊。不是小數(shù)目了。

(6)    eicm/CMRR, 這個不用多說,輸入端的同模電壓除以共模抑制比。又有一點不好的地方,運放的CMRR可是隨共模信號頻率的增加而下降的。好多運放的CMRR在共模信號到10KHz以上時,就比直流下降了幾十個dB呢

(7)    ΔVs/PSRR,電源電壓的變引入的誤差。同樣的,交流PSRR在隨頻率的增高,而下降。

 

看了這些,可能還會以為,這點小誤差是毛毛雨了,至多到mV級,甚至在uV級,不要忘了,它還要乘上一個增益Gain呢。假如輸入誤差是100uV。增益為100倍,則輸出的誤差信號,就是10mV。

 

Input_error x Gain = Output Error

如果還覺得沒什么,那再講一個經(jīng)驗值吧,一個滿量程為5V的16位ADC的一個LSB約為75uV。只要75uV的誤差就會引起ADC的一位的變化。假如放大電路的輸出誤差信號是1mV的話,這個信號給ADC,直接引起的誤差就是13個LSB以上。

這個Output error,真是魚龍混雜。有直流成份,這個可通過ADC采樣后校正去除掉。有噪聲信號,還有交流的成份。最不期望的,它還會隨溫度漂移呢。

我們在設(shè)計電路中,可以通過上面的分析,找出引起直流誤差的主要因素,然后努力減小之。

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