本帖最后由 airwill 于 2018-10-30 19:10 编辑
INA：偏移电压与增益之间的关系 你是否曾经想过为什么一个传统3运放(3-op amp)仪表放大器的偏移电压会随着增益的变化而变化？图1摘自 INA333数据表。此数据表显示了偏移电压对器件增益依存关系的一个示例。今天，我们来看看是如何确定这个等式的。 图1：[url=http://www.ti.com/hpa-pa-opamp-thehub-20141010-ina333-pf-en]INA333偏移电压技术规格 传统3运放仪表放大器具有两个级。输入级由两个缓冲（或放大）差分输入信号的非反向放大器组成。输出级由一个将差分信号转换为单端输出的差分放大器组成。他还提供将基准电压添加到输出的功能。图2显示了一个传统3运放的拓扑结构。 图2：传统3运放仪表放大器 [url=https://e2echina.ti.com/cfs-file.ashx/__key/communityserver-blogs-components-weblogfiles/00-00-00-00-73/6232.3.jpg] 假设GDA and GIS是分别与差分放大器和输入级相关的增益，方程式1是图2中电路的普通传递函数（假设R2=R4并且R1=R3）。 仪表放大器中每一个运放均有一个输入偏移电压。与A1和A2相关的偏移电压根据RF和RG之间的比率放大。将输入偏移电压模拟为与A1和A2的每个非反向端子串联的电压源就得到图3中显示的输出等式。 图3：使用偏移电压模型的A1和A2的输出 一个查看图3中针对VOA2方程式的直观方法就是与非反向输入串联的源被A2的非反向增益所放大。与A1的非反向输入串联的源必须接到A1的反向端子上，最终在被A2的反向增益增加后添加到A2的输出上。对A1执行同样的分析可得到针对VOA1的方程式。 方程式2显示针对VIN-DA的方程式，这个值是差分放大器的输入电压（图4）。需要注意的是，如下方等式定义的那样，输入级偏移电压被输入级的增益，GIS，放大。 [url=https://e2echina.ti.com/cfs-file.ashx/__key/communityserver-blogs-components-weblogfiles/00-00-00-00-73/8865.5.jpg] 图4用偏移电压模型显示了输出级差分放大器。差分放大器的增益被设定为1V/V，这个值与大多数仪表放大器的增益一致。我们看到偏移电压，VOS3，出现在输出方程式中。他被放大2倍，为A3的非反向增益值。 图4：使用偏移电压模型的差分放大器 由于差分放大器的增益是固定的，A3对于偏移的影响不会随着增益的变化而变化。因此，如等式3所示，我们可以表示出现在仪表放大器输出（折算到输出或者“RTO”）上的偏移电压，在这里GIS是输入级的增益，VOS_IS是输入级的精偏移电压，而VOS_DA是差分放大器级的偏移电压。 [url=https://e2echina.ti.com/cfs-file.ashx/__key/communityserver-blogs-components-weblogfiles/00-00-00-00-73/3718.7.jpg] 即使方程式3看起来似乎与图1中所示的偏移电压一样，实际上不是！仔细查看图1，显示出参数为“偏移电压，RTI”，意思是偏移电压被折算到输入上。如方程式4所示，等式3必须除以增益，以便将偏移电压折算到输入上。方程式4对应图1。 图5是[url=http://www.ti.com/product/ina333?keyMatch=INA333&tisearch=Search-EN#descriptions]INA333的输入级和总体仪表放大器偏移的图表（折算到输入端）。需要注意的是增益为1V/V时，仪表放大器的偏移简化为VOS_IS+VOS_DA (25µV+75µV=100µV) 。随着增益增加，偏移电压接近VOS_IS (25µV)。然而，如图5预期和显示的那样，折算到输出的偏移电压随着增益的增加而增加。 图5：VOS_RTI & VOS_RTO与[url=http://www.ti.com/product/INA333]INA333增益的比较图 总的来说，如方程式5所示，需牢记的是偏移电压技术规格是折算到输入上的，并且必须乘上增益，以确定其对输出的影响。 [url=https://e2echina.ti.com/cfs-file.ashx/__key/communityserver-blogs-components-weblogfiles/00-00-00-00-73/6765.10.png][/url]
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