在設計電路時,常常會用到運放,很多人對運放的使用還是有些陌生的。其中調零電路,有時候會被認為是雞肋。究竟什么情況下需要用到運放調零?
首先,我們看看,為什么要調零:
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。
放大電路中要盡量減少對電位器的依賴,不得已時和電阻串聯或者并聯使用。
簡單的電位器調零,一般沒多大價值
1. 低精度場合,沒必要
2. 高精度場合,由于電位器本身的穩定性問題,不能用
3. 中精度場合,選個精度高的運放,比加個故障頻發的電位器不強的多?
這里討論需要達到的指標對多級運放調零問題的影響:
多級運放調零問題特別需要考慮3個問題: 需要視輸入信號幅度/放大器的性能/需要達到的指標來考慮 或許有人認為沒有關系,但是這樣是錯誤的!
由于這里討論的是直流信號放大問題,可以回避頻率問題,簡化討論范圍。 這里先討論放大器的性能對多級運放調零問題的影響:
低漂移運放OP07: 放大40mVDC熱電偶信號到5VDC,這需要125倍。若取2級放大,前級取25倍,后級取5倍。由于前級電路的失調比后級電路的失調大25倍,因此可以簡化問題,僅僅討論前級失調對整個電路的影響。OP07D的失調電壓約為0.2mV,經過125倍放大后約為25mV,因此僅僅在其中1級校正即可。
若換為普通的uA741/LM324,失調電壓約為8mV,經過125倍放大后約為1000mV,因此需要逐級校正。
一、不考慮放大精度,就沒有必要考慮失調,“多級運放調零問題”就沒有意義了,請大家注意這一點。
二、在直流放大條件下
1、如果放大倍數《100,精度要求為0.1%,沒有必要多級放大,選只性能好的運放就行,倒是電阻要仔細選擇。
2、如果放大倍數》》100,單級放大受到開環增益、電阻噪聲和地電流影響的限制,要考慮2級或更多級的放大,調零在第一級就行了。
三、使用運放做弱小信號(大信號一般沒有必要大的增益,也就沒有必要多級)直流放大的幾個關鍵問題: 1、失調(電壓/電流)溫漂引起的誤差
失調電壓可以在某個溫度下調整為零,但溫度變了還要失調。 2、噪聲引起的誤差
這里主要包括器件噪聲、反饋電阻噪聲和干擾噪聲。 器件噪聲:
很低噪聲的器件通常溫漂很難做到很小,自穩零運放又很難做到低噪聲,就看你自己的取舍。 反饋電阻噪聲:
電阻一般取500歐-100k之間為好,電阻大了噪聲大,電阻小了地電流引起的誤差大,也看你自己的取舍。 干擾噪聲:
這個問題涉及面太多,幾句話說不清楚,須根據你所設計電路本身及應用的場合,還看你自己的取舍。 直流放大的設計與分析,基本上都可以歸結到中學學過歐姆定律,比較好分析,就看你是否盡可能考慮到各種情況,特別要考慮信號源的特性和PCB布線,再說下去話就多了。
是的,每一級都要調零,在集成運放電路中,因電路工作都有個線性工作范圍,假如第一級一電路工作點高了,當大信號時就會失真,那后面的電路工作都正常,但放大出來的信號已不是輸入的信號了,這個電路還有用嗎?所以每個都要調零。 總結一下:
直流信號放大時,多級運放調零級不能僅校正單級的情況: 1.總失調電壓超出單級的校正范圍; 2.單級的失調電壓大到影響動態。
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