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1、一、输入失调电压输入失调电压定义：在室温25及标准电源电压下，输入电压为O时，为使输出电压为0,在输入端加的补偿电压叫做失调电压。在理想的情况下，一般认为当运放的两个输入端输入相同的电压时，比如输入电压均为0,运放的输出端电压为0；但实则不然，因为实际上它的差分输入级很难做到完全对称，常在输入电压为0时，存在一定的输出电压，大概几个微伏或者几个毫伏，不同运放的性能不同，输入失调电压也不一样。下图是LMV358运放失调电压的测试：因为运放的失调电压通常比较小，所以我们接了一个比较大反馈电压，放大倍数为100I倍。因为我们可以看到，在运放的负输入端，电压为4.83mV,因此1.MV358所测是的失
2、调电压为4.83mV0接下来，看一下LMV358数据手册:ElectricalCharacteristics(VDD-*5V.VssOV.Vcm-0V.VOwt-Vt/2.R三100KbedtoVdo2,SHONB三Vdo.Ta-Y(FCto125*C.unlessotherwisenotedTypicaivaluesareatTa三*25X.)(Notes1)ParameterSymbolCondition*Mln.Typ.Max.UnHsSupptyVoiUgeRangeVooGuaranteedbyIhePSRRtest25*55VQuescemSuppfyCurrent(peAmPMi
3、ef)IqVooSV304060AIinputOffsetVoNageVo0515mVinputsCuelte(Note2)/10.PAlnpu(OfeCurrefMlot(Note2)10inputCommon-ModeV0te9eRan9eVcm-01.Voo*01VMQQVrMVec 23W vw q* my -6R从图中可以看出，0PA2350作为高精度运放，它的输入失调电压很小。二、输入失调电流由于输入失调电流会造成输入失调电压变大，因此反馈电阻要小一点，避免反馈电阻过大引起测得的失调电压偏大。此外，失调电压是直流量。=(IJJ_IW)Rf=IoSRf运放的输入一般是基于三极管或者F
4、ET结构的长尾式差分输入，对于BJT来说，由于三极管工作在放大区是需要提供一定的偏置电流的，因此需要提供输入电流，一般有nA到uA级别；对于FET来说，由于场效应管本身是压控型器件,可还是存在一定的漏电流，不过电流非常小，一般是fA或者PA级别。但有时候为了ESD,还会增加钳位二极管，从而更加增大了这个漏电流大小。测试运放的失调电流时，要减少输入失调电压对它的影响，因此要将运放的增益变得很小。这里我们选择的电阻为R2为IG欧姆，R3为IM欧姆，这样运放输出增益就接近1/1000倍，对失调电流产生的影响就很小。下图为LMV358的失调电流，为-5.63pa这与数据手册中所说的IoPa接近。不同的
5、运放，输入失调电流也不一样。高精度的运放，输入失调电流很小,如下图所示：其他电路形式相同，我们只更换了运放型号，将LMV358改为0PA2350高精度运放，再看0PA2350的输入失调电压为1.3nA0三、失调电压补偿因为运放的不对称性，在输入端电压都为0时，运放输出还有微小的电压，在很多精密运放中，为了使输入端电压相等时，输出电压为0,通过调整输入端加一个微小的电压，使运放输出端电压为0,这个微小的电压叫做失调电压补偿。1、如果我们的同相端作为信号输入，那么我们反向端进行失调电压补偿，我们需要双电源，正负两个方向进行补偿，双电源制作方法，正电源就是将电源的负极和大地连在一起，那么正极就是相对
6、于大地电压为正的电压，负电源就是将电源的正极与大地连在一起，那么电源的负极端就是负电压。2、补偿电阻要尽可能大，10OK欧姆以上，尽量减少对原放大电路精度的影响。3、补偿电源可以采用串联分压，提高补偿精度。单电源供电的没有办法运放我们采用LF353,这是一个双电源供电的运放,进行负电源补偿。运放正电压为5V,负电压为-5V。此时我们看到，当两端输入电压相等均为O时，输出电压是L89mv现在我们做输入电压补偿:通过电压补偿，我们看到输出电压已经减小到9uv了，还是有效果的，可以更好的减小误差。四、输入电压范围1、一般指输入共模电压范围，即两个输入端处可允许接入的电压范围；2、反相放人器由于虚地,
7、共模电压为0,所以不受输入信号幅值的限制；3、以基本的差分放大电路为例,避免输出电压范围的影响；4、超出输人范围后，可能会出现相位翻转的现象；5、rail-to-rai特性的运放（如0PA2350）可以输入稍微超过电源轨的电压。Va小用网pgycg（vmV它的工作电压范围为2.7V至5V,我们采用5V电压作为工作电压供电。七TIXVXPXJV三27V55V：所“膻格符合T二25CR三1k1MV2flV0v三V2用力说明.a小大CvqoV.ftKAMTa-40Xq85X2?SSV2SV金5275taYrC午8511这里的最小工作电压低于工作电压范围最小值，我们在0PA2350的数据手册中也找到了
8、解释。0PA350系列运算放大器的完整额定参数为2.7V至5.5V,实际的电源电压可以介于2.5V至5.5V之间。五、输出电压范围我们把运放做成一个电压跟随器，我们信号输入范围为05V,输出电压能够正常跟随。现在，我们把输入电压改为-0.IV至5.6V之间，现象如下:运放的输出已经出现失真现象，当输入电压大于工作电压时，运放输出最大电压出现削顶，最大输出电压为4.96,最小输出电压为IOomV左右。有的运放超出最大输入电压时，他会出现输出反向的现象。六、压摆率运放的压摆率(SR),是指输入为阶跃信号时，闭环放大器的输出电压时间变化率的平均值,是指单位时间(一般用微秒)器件输出电压值的可改变的范
9、围。0PA2350的压摆率，是在增益为1的情况下测量的。为了避免增益带来的干扰,减少带宽的影响，我们还是用电压跟随器来做，并且输入电压不能超过它的输入电压范围。通过仿真，输入为三角波，电压范围为O至IV。我们可以看出，在输入频率为IMhZ时，输入电压波形和输出电压波形几乎重合，输出电压是跟随输入电压变化的。我们使输入信号的频率不变，更改一下信号的幅值，将输入信号的幅值改为O至5V,我们可以看到，输出电压的波形己经和输出电压波形有了相位偏移，说明输出电压变化己经跟不上输入电压信号的变化。接下来，我们计算一下它的压摆率。SR=(用通道B的TI时刻电压-通道B的T2时刻电压)/(T2-T1)=17.
10、24V左右，与数据手册所给的20接近。我们选择运放压摆率的经验公式为SR=2*f*Vpk,其中f为运放输入信号的频率，VPk是输入的幅值电压，比如输入信号频率为100khz,VPk为5,可以计算得出：SR=2*3.14*10*1000*5=3140000Vs=3.14Vus,0PA2350为22Vus是满足条件的。而像LMV358这种普通运放,压摆率为O.6Vus,则满足不了我们的设计要求。七、增益带宽积0PA2350的增益带宽积为38MHZ,是在增益G=I的条件下测试的,衰减为-3db。仿真如下所示:频率为38MHz,输入信号为0至2V,电路采用的是电压跟随器方式，红色为信号发生器输入电压，
11、紫色为运放输出电压，可以明显看出，运放的输出波形滞后于信号发生器的输入波形，且输出幅度有衰减。由此可以计算一下，输出的最大电压为1.203V,与我们的输入最大电压相比,1.2/2=60%,衰减为40乐与理论给的30%接近，所以运放数据手册所给出的增益带宽积是在增益G=L衰减为30%信号幅值条件下给出的。如果我们增大增益，会提前出现30%的衰减现象。所以在选择运放的时候，运放增益积要大于一个值，G=K*输入频率*增益放大倍数，k值一般取10。比如，输入频率为IoKhZ,增益放大倍数为100,那么所需要的运放增益带宽积应该为IOMo0PA2350的增益带宽为38MHZ,满足设计要求；而像LMV35
12、8,它的增益带宽仅为IMhz,满足不了这个设计要求。RL5KotVoc2Vot-Vss60mV0u(pXShodQ3CunenlIscSinMngorSoUrCing120mAGamBarxNwJthProductGBWAv*1VV1J-MHzSIewRateSRAv-*1V06*VsTC八4一一一八、共模增益1、使用基本差分成大电路；2、两个输入端输入相同的电压，输入零差模信号，观察输出信号;3、注意频率对共模增益的严重影响；下面这张是0PA2350的数据手册里面的共模抑制比数据图：8000000001Frequency (Hz)图2.电源和共模抑制比与频率间的关系在直流或者低频信号的时候，它的共模抑制比很大，随之频率增加，共模抑制比迅速减小。这里输入电压范围为O至2V,一开始设置频率为IMHZ,将示波器改为交流耦合，来测输入相同电压时运放的输出波形。幅值为16UV左右，数据手册表明，随着输入信号频率的增加，共模抑制比减小（共模抑制比二输入的共模电压/运放输出电压）。现在我们增大输入信号的频率，改为5Mhz,然后再来看一下输出波形，幅值变为13uV左右。此处是我不理解的地方，按照数据手册上，输入信号的频率增大时，共模抑制比应该是减小，但我测得输出却是增大的以上就是运放几个参数的分析过程了，内容可能有不对的地方，希望各位大牛指教，谢谢!
