运放输出失调电压和温漂的消除

登录 · 发表于 2015-9-22 22:16

运放输出失调电压和温漂的消除

用运放自身误差的反量去矫正误差便捷，让它“自治”最省事。

1)，运放跟随器(没有“完全相位补偿” 的运放不可做跟随器，会自激)

两个参数一样的运放块 (最好同一基片封装)搭建如下左电路，A跟随器输出失调电压等于Vos，而B跟随器输出相同失调电压加在A的-端反向输出-Vos，则uo=Vos-Vos=0，失调电压抵消。当A跟随器温漂改变量ΔVos，对应输出是ΔVos，而B跟随器相同的改变量加在A的-端反向输出-ΔVos，则Δuo= ΔVos-ΔVos=0，温漂改变量相抵消。这样输出失调电压和温漂都消除。如右图，当输入端有电阻Ri接地，则加电阻Rs=Ri，调节它们可以对输出调0。

captzs · 发表于 2015-9-22 22:30

楼主是否考虑过左图电压增益是多少？

captzs · 发表于 2015-9-22 23:36

失调暂且先不说。
温漂通常变化非常缓慢，是超低频。因此在环路中加入低通滤波，只允许很低频率成份反馈到运放输入端，应该可以在较高频率上实现一定增益。
另外，两个运放不一定要相同型号。例如运放A可以是宽带运放，运放B可以是低失调低温漂低噪声运放但对带宽并无要求。

captzs · 发表于 2015-9-23 00:51

顺便问一下:电阻比例的温漂如何消除?

captzs · 发表于 2015-9-23 07:19

呵呵，楼主，何不用一根短线替代运放B。

captzs · 发表于 2015-9-23 09:10

偶然用电脑版看到楼主

电压增益0dB时，失调补偿（能否补得了是另一回事）有意义吗？还不如一根连线作跟随。复杂而无意义的不是技术

xuplastic · 发表于 2015-9-23 09:42

如果在不放大的情况下,零点漂移找个自稳零运放就差不多了.
如果在存在比例放大的情况下,其实一般电阻的温漂比运放的大,除非你用VISHAY的VHP101系列

发表于 2015-9-23 10:16

摸摸发表于 2015-9-23 09:42
如果在不放大的情况下,零点漂移找个自稳零运放就差不多了.
如果在存在比例放大的情况下,其实一般电阻的温漂 ...

在网上看到的温漂补偿，是先检测温漂的大小，然后采取外部干预的方法"补偿"，难度就在于检测。
我的思路是，不要理会温漂的大小，就是说温漂的大小可以"无知"，所要做的是将不知的温漂反向，去抵消它本身，两个运放的参数一样，大小变化，变化快慢都一样，这样就简单。
电阻与运放的温漂的相关与不相关性，我一无所知，不过两个问题分开讨论为好。

发表于 2015-9-23 10:21

to LZ：

你的“方法”之前提是

两个运放特性高度一致，即“克隆”的程度。

发表于 2015-9-23 10:35

HWM 发表于 2015-9-23 10:21
to LZ：

你的“方法”之前提是

您也知道，理想的东东是没有的。将各种方案比较出接近有效的方法，有新的出来再比较······。如果不这样，就没有改进。然而谁敢说，他弄出来的东东就是正确的，别人的都不行。

发表于 2015-9-23 11:29

captzs 发表于 2015-9-23 10:16
在网上看到的温漂补偿，是先检测温漂的大小，然后采取外部干预的方法"补偿"，难度就在于检测。
我的思路 ...

你的“思路”，正如HWM所说，前提是两个运放失调和温漂完全相同。此即Lgz2006在另一帖中所说的“补偿”。
问题在于，即使同一个封装之内的双运放或者四运放，也不能保证失调和温漂完全相同。至少我就曾遇到过双运放失调方向相反的双运放。

正因为如此，所以我在3楼说“运放A可以是宽带运放，运放B可以是低失调低温漂低噪声运放但对带宽并无要求”。这是从运放A输出端取出直流成份(极低频成份)而去掉交流成份，与零电位(地)进行比较，经运放B(失调温漂非常小)反馈到运放A输入端。结果运放A可以对较高频率信号进行放大，但对非常低频信号没有增益。
这不是补偿。

登录 · 发表于 2015-9-23 12:32

反量补偿

登录 · 发表于 2015-9-23 12:58

Lgz2006 发表于 2015-9-23 12:32
反量补偿

  很好！我在运放放大电路试过，利用B跟随器抬高一个Vos+dVos电压，问题在以B运放的等效内阻ro不是确定值，A的基极电流在ro的压降难于计算，而且，当dVos变动范围大时，输出信号中轴很难保持在0轴，不如后来改进的电路。跟随器这样的补偿我没有试过，因为按照1楼的电路效果不错。
  可能我没有将电路讲清除，造成误会，请原谅。
  附件附图说明。

发表于 2015-9-23 12:59

maychang 发表于 2015-9-23 11:29
你的“思路”，正如HWM所说，前提是两个运放失调和温漂完全相同。此即Lgz2006在另一帖中所说的“补偿”。 ...

由于LZ的信号从直流到高频，滤波出来的漂移信号是信号成分还是温漂成分呢，不好区分吧，

发表于 2015-9-23 13:26

运放输出失调电压和温漂是随机的，与同一基片没关系。与芯片“pcb”布局有关。

发表于 2015-9-23 13:37

zyj9490 发表于 2015-9-23 12:59
由于LZ的信号从直流到高频，滤波出来的漂移信号是信号成分还是温漂成分呢，不好区分吧， ...

若是信号频率范围包括直流，这种办法当然不行。

发表于 2015-9-23 13:41

captzs 发表于 2015-9-23 12:58
很好！我在运放放大电路试过，利用B跟随器抬高一个Vos+dVos电压，问题在以B运放的等效内阻ro不是确定值 ...

13楼图当然不能实用

主题电路电压增倍为1，强调的不是信号，而是Vos。当跟随时，可有Vo=Vos。这么小的输出失调，想必就无需额外理了，你补偿半天恐怕也就这个水平。故此作“无意义”论处。
可轻易验证：分别以主题补偿电路，以及一根连线跟随电路，测输出失调Vo值比较。随机多试几块运放

登录 · 发表于 2015-9-23 15:49

2)，比例运算电路

运放A、B型号参数一样(最好同一基片封装内部温度影响接近)，B跟随器不加工按照1:1，传输经电阻R送来的A运放输出信号(包括失调电压)的同时，加入了自己的Vos+ΔVos失调电压到A的-端，对应输出电压-(Vos+ΔVos)G与A运放Vos+ΔVos的对应输出(Vos+Δvos)G在uo端相抵消，这样A输出失调电压包括温漂就被消除。

因为B运放的等效电阻准确值不确定，借此计算出来的R1也是大概值，不如干脆取R1=Re，测试时往大微调R1的电阻值，直到输出消0。

例如LM324的Vos=2mv，分别测试20mv和100mv时的输出波形中轴偏离0轴的情况。输入信号E=10uv，电路放大倍数501。

发表于 2015-9-23 16:03

不要绷得太紧，轻松一下。
不管用什么方法，运放参数都是绕不过的问题。另类电路的运放块应该有与正统电路一样的国民待遇，不可只苛求一方。

发表于 2015-9-23 16:04

本帖最后由 captzs 于 2015-9-23 17:59 编辑

不知道为何重帖。

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