失調(diào)電壓與開環(huán)增益—它們是表親
所有人都知道失調(diào)電壓，對吧？在圖 1a 所示最簡單的 G=1 電路中,，輸出電壓是運算放大器的失調(diào)電壓。失調(diào)電壓被建模為與一個輸入端串聯(lián)的DC電壓,。在單位增益中,，G=1 時,，失調(diào)電壓直接傳遞至輸出。在右側(cè)高增益電路中,，輸出電壓為1000?Vos,，沒錯吧？
好吧,，差不多是這樣,，但不完全。理解這種“不完全”,，可幫助你了解你運算放大器電路的誤差,。
在第一種情況下，輸出電壓非常接近基準(zhǔn)電源（我們假設(shè)±電源）,。它是我們定義和測試失調(diào)電壓的輸出電壓,。但在第二種情況下，輸出電壓可能為幾伏,，其假設(shè)失調(diào)電壓為幾毫伏,。這要求在運算放大器輸入端有少量額外差分電壓,，以形成輸出擺動（具體根據(jù)該放大器的開環(huán)增益）。讓我們來進(jìn)行一些具體的計算：
如果DC開環(huán)增益為100dB,，則其相當(dāng)于1/10^(100dB/20) = 10uV/V,。因此，每從基準(zhǔn)電源輸出擺動1伏,，輸入電壓必須改變10uV,。可把它看作是隨DC輸出電壓變化的失調(diào)電壓。輸出擺動9伏,，其變化為90uV,。或許,，這種變化對于你的電路來說不足為道,，也可能會有影響。
重點是,，把有限開環(huán)增益看作是隨輸出電壓變化而變化的失調(diào)電壓,，可為估計誤差提供一種直觀的方法。另外,，這種誤差的特性也有關(guān)系,。為了測試失調(diào)電壓和開環(huán)增益，我們使用一種特殊的雙運算環(huán)路,。利用它,，我們可以控制輸出電壓，并測量失調(diào)電壓,。如果我們從全輸出范圍整體來看輸出電壓,，這種失調(diào)電壓變化情況看起來有點像圖2。
請注意,，最大的失調(diào)電壓變化往往出現(xiàn)在輸出極值時,，接近正負(fù)軌。運算放大器“全力”產(chǎn)生其最大輸出,。在中間部分,，增量開環(huán)增益更高，然后下降接近軌附近的輸出,。正如對電路所做的計劃那樣,，確實是這種情況。當(dāng)你把運算放大器推向其擺動極限時,，失調(diào)電壓會更劇烈地上升,。
并非所有運算放大器制造商對AOL的規(guī)定都相同。我們的精密運算放大器經(jīng)過開環(huán)增益測試，在一個較大的輸出擺動范圍求其平均值,，以實現(xiàn)良好的線性運行（圖2中紅色線條）,。它的規(guī)格表如下：
當(dāng)運算放大器超負(fù)荷工作時（形成更大的失調(diào)電壓），輸出擺動更接近軌,。有時,，我們所列出的輸出擺動會不同于表A。例如,，表B的輸出擺動表明了輸入過大的輸出電壓,。在我們運算放大器開發(fā)組，它被戲稱為“沖撞規(guī)格”,，意思是輸入過大,，一路沖撞到軌。
兩種規(guī)格都有用,，具體取決于你應(yīng)用的要求,。關(guān)鍵是理解并小心解讀各種規(guī)格。