零漂移放大器的测试详解

零漂移放大器的测试详解 

随着电子技术的飞速发展，各种电子元器件逐渐应用到了各个领域。在一些对电信号测量要求较高的领域中，零漂移放大器被广泛应用。那么什么是零漂移放大器呢？如何进行测试呢？本文将详细介绍零漂移放大器的原理及测试方法。

一、什么是零漂移放大器

零漂移放大器，也叫差分放大器，是一种高精度放大器，主要用于对微小电压信号的放大。其名称来源于其本身具有零漂移的特性，也就是说在A/D转换器的输入端，输出为零漂移，零漂的范围通常在微伏级别。

零漂移放大器具有多个输入端和一个输出端，其中一个输入端为正极性端，另一个为负极性端，利用两个输入端的电位差来输出所需的放大电压。在A/D转换器信号放大和精度等领域，差分放大器的应用非常广泛。

二、零漂移放大器的原理

（1）差分输入信号

差分输入信号通常是由两个相对电势分别为V1和V2 的信号的差值表示，即Vd = V1 - V2。由于零漂的影响非常微小，因此一般可以忽略不计。 做法是在两个输入端同时进行零点校准，使Vd等于0，从而使输出来自其他放大器或运算放大器的电压成为差分信号的放大输出。

（2）没有共模输出

由于零漂为零，因此输出也为零。在原理图中，输出节点vO是由电位差v1、v2之间的放大至vO的差值而得到的。当v1和v2变化时，vO的值始终是正常工作模式下的稳定输出，而不是一般放大器的共模输出。

（3）抑制共模信号

在差分输入模式下，如果两个输入端的信号分别为 V1 和 V2，则放大输出为 V0。相应的放大增益为A = V0/(V1−V2)。 由于差分放大器对输入端的共模信号抑制效果好，因此总结出了共模抑制比（CMRR）这个参数。CMRR是指，在共模输入下放大器的输出与总输入信号幅度之比，即共模输入下的增益与差模输入下增益之比。CMRR越高，共模信号抑制效果越好。

三、零漂移放大器的测试方法

（1）直接对放大器线路进行测试

测试中通常使用的是精密测试仪器，如万用表或数字示波器等。在测试时，要进行差通道、共模抑制比和零点漂移等方面进行检测。

（2）计算机模拟测试

随着计算机技术的发展，越来越多的测试被使用在电子监测中，这种方法使得通常具有高可靠性并且效率较高。此外，计算机模拟测试也便于进行数据分析，为后续的优化和开发提供支持。

在计算机模拟测试中，我们可以使用PSCAD和PSSE等对电路进行仿真测试。这些仿真软件可以直接读取差分放大电路的控制面板，通过电路VCE（静态漏极-电源电压），IB（源极电流）和VE（输出电压）模块对放大器进行仿真测试。

（3）标准参考法测试

标准参考法（比较法）是一种精度较高的测试方法，可以用于确定零漂漂移放大器的精确度。在比较法测试中，可以使用待测放大器以及标准放大器，通过比较两个放大器之间的误差值，来确定待测试放大器的精确度。

在进行标准参考法测试时，要注意选择合适的标准电路与待测试电路，以及避免环境干扰等因素对测试结果的误差造成影响。

四、总结

零漂移放大器是一种高精度放大器，其具有零漂的特性，能够对微小电压信号进行放大。在电子监测领域，零漂移放大器被广泛应用。测试零漂移放大器可以采用直接测试、计算机模拟测试以及标准参考法测试三种方法。无论采用何种方法进行测试，都需要考虑各种误差因素的影响，以得到可靠的测试结果。