运算放大电路什么情况下需要用到运放调零?

电巢 发表于 2020-10-26 14:13:31 收藏 已收藏
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运算放大电路什么情况下需要用到运放调零?

电巢 发表于 2020-10-26 14:13:31

  在设计电路时,常常会用到运放,很多人对运放的使用还是有些陌生的。其中调零电路,有时候会被认为是鸡肋。究竟什么情况下需要用到运放调零?

  运算放大电路什么情况下需要调零

  首先,我们看看,为什么要调零:

  为了提高电路的运算精度,要求对失调电压和失调电流造成的误差进行补偿,这就是运算放大器的调零。常用的调零方法有内部调零和外部调零,而对于没有内部调零端子的集成运放,要采用外部调零方法。

  放大电路中要尽量减少对电位器的依赖,不得已时和电阻串联或者并联使用。

  简单的电位器调零,一般没多大价值

  1. 低精度场合,没必要

  2. 高精度场合,由于电位器本身的稳定性问题,不能用

  3. 中精度场合,选个精度高的运放,比加个故障频发的电位器不强的多?

  这里讨论需要达到的指标对多级运放调零问题的影响:

  多级运放调零问题特别需要考虑3个问题: 需要视输入信号幅度/放大器的性能/需要达到的指标来考虑 或许有人认为没有关系,但是这样是错误的!

  由于这里讨论的是直流信号放大问题,可以回避频率问题,简化讨论范围。 这里先讨论放大器的性能对多级运放调零问题的影响:

  低漂移运放OP07: 放大40mVDC热电偶信号到5VDC,这需要125倍。若取2级放大,前级取25倍,后级取5倍。由于前级电路的失调比后级电路的失调大25倍,因此可以简化问题,仅仅讨论前级失调对整个电路的影响。OP07D的失调电压约为0.2mV,经过125倍放大后约为25mV,因此仅仅在其中1级校正即可。

  若换为普通的uA741/LM324,失调电压约为8mV,经过125倍放大后约为1000mV,因此需要逐级校正。

  一、不考虑放大精度,就没有必要考虑失调,“多级运放调零问题”就没有意义了,请大家注意这一点。

  二、在直流放大条件下

  1、如果放大倍数《100,精度要求为0.1%,没有必要多级放大,选只性能好的运放就行,倒是电阻要仔细选择。

  2、如果放大倍数》》100,单级放大受到开环增益、电阻噪声和地电流影响的限制,要考虑2级或更多级的放大,调零在第一级就行了。

  三、使用运放做弱小信号(大信号一般没有必要大的增益,也就没有必要多级)直流放大的几个关键问题: 1、失调(电压/电流)温漂引起的误差

  失调电压可以在某个温度下调整为零,但温度变了还要失调。 2、噪声引起的误差

  这里主要包括器件噪声、反馈电阻噪声和干扰噪声。 器件噪声:

  很低噪声的器件通常温漂很难做到很小,自稳零运放又很难做到低噪声,就看你自己的取舍。 反馈电阻噪声:

  电阻一般取500欧-100k之间为好,电阻大了噪声大,电阻小了地电流引起的误差大,也看你自己的取舍。 干扰噪声:

  这个问题涉及面太多,几句话说不清楚,须根据你所设计电路本身及应用的场合,还看你自己的取舍。 直流放大的设计与分析,基本上都可以归结到中学学过欧姆定律,比较好分析,就看你是否尽可能考虑到各种情况,特别要考虑信号源的特性和PCB布线,再说下去话就多了。

  是的,每一级都要调零,在集成运放电路中,因电路工作都有个线性工作范围,假如第一级一电路工作点高了,当大信号时就会失真,那后面的电路工作都正常,但放大出来的信号已不是输入的信号了,这个电路还有用吗?所以每个都要调零。 总结一下:

  直流信号放大时,多级运放调零级不能仅校正单级的情况: 1.总失调电压超出单级的校正范围; 2.单级的失调电压大到影响动态。
责任编辑人:CC

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