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运放反向输入端加调零电路的疑问

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Lgz2006| | 2014-8-5 10:38 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览
A.在147楼点评的出发点俺懂,但同时映露出“客观存在”论点的错误依据
B.Vos成因主要于ΔVbe,这不过是方向性认可,而不是测量数值上的认同
C.略,仅限于“客观存在”及“测量性”层面讨论

我说的“错误”也仅限于对Vos“客观存在”认识(翻看帖子可知),不讨论设计制造成因和调零电路(一掠而过)
因为它涉及一个参数的提出及其测量,仅此而已

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xukun977| | 2014-8-5 11:04 | 只看该作者
证实Vos=ΔVbe要难一些,因为不同运放的输入级差异太大,需要 限定的条件太多。
。。。。。。。。。。。。。

1.证实方法很简单,用肖克莱方程直接就把集电极不平衡,等价转换为VBE不平衡了。
2.精密运放OP07是如何修调失调电压的?是不是激光修调集电极电阻的,243欧姆一个单位,失调是uV级别的。这验证了我上面计算是有依据的。
3.运放输入级差别还真不大,起码世界上99%OPAMP输入级雷同,不管是基本差分对,复合管,超beta管,还是741那样的级联管,计算方失调方法雷同。


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lymex 2014-8-5 11:40 回复TA
好,理解成 这是在支持我。 但我说的不同运放,包括了FET输入的、MOS输入的、仪放,不是一个ΔVbe那么简单,所以需要很多限定 
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lymex| | 2014-8-5 11:41 | 只看该作者
Lgz2006 发表于 2014-8-5 10:38
A.在147楼点评的出发点俺懂,但同时映露出“客观存在”论点的错误依据
B.Vos成因主要于ΔVbe,这不过是方向 ...

A. 依据我还没说呢,等下午
B. 就测量这个动作而言,只要结果,不考虑成因。至于是否能测量出来,我可以单独有帖。

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lymex| | 2014-8-5 17:55 | 只看该作者
有关Vos是客观存在的证明


论断:常规运放,直流稳定工作时,其正输入和负输入之间,存在一个可测电压,其值近似等于Vos。

论断用语和条件解释:
论断?嗯,这里主要是想用数学过程和逻辑的方法,来证明我的说法而已,叫什么其实无所谓,叫定理也可以。
什么叫常规运放?就是常见的运放,但为了简化,此处暂时不包括电流反馈型运放和一些罕见的特殊运放。
什么叫“稳定工作”?包括但不限于:必须加电,不能饱和,不能自激振荡,共模输入电压不能超限,反馈电阻不能非常大,环境不能有强烈电磁干扰,不能处于100个大气压下,不能正在放大并输出一个频率和幅度都较大的信号。
怎么又是近似等于了?以前说等于是一种近似的说法,要是精确的说反而就是近似了。Vos除了定义以外都不会是精确的,这里尽管用数学过程,但被证明的是物理亮,精度都是有限的,不可能像数学量那样说1就是1。这里的近似主要是因为运放增益不是无穷引起的,见引理4。
运放的Vos不是一个精确的参数。比如1.00mV算合格的话,同批次的运放出现0.30mV、-0.70mV都属于正常。况且Vos随很多参数变化,比如随各种电压、随温度、随时间,因此在在线判断运放的时候,测量Vos要求的精度也就低一些。

引理1,运放在直流稳定工作时,其正输入和负输入之间,存在一个电压。
证明:
直流稳定电路中,任何两个节点,均存在电压;
命题中的运放工作时是直流稳定电路,其正输入和负输入是两个节点;
因此,运放正输入和负输入之间存在一个电压。
引理1证毕。



引理2,存在电压即可测
电压可测,不是说随表找个表,随便某两个节点,随便一测就能得到结果。
电压可测,是说对某个电压,总会找到一种工具或/和方法,在特定的误差极限范围内,可以得到电压值。
注意这里的电压是指宏观电压、直流稳定电压。如果某个节点上只有几个电子在那里,或不流动,就超出稳定直流的范围了,运放如果有这种情况,也属于非常规运放,不再本论断涉及的范畴之内。因此,本论点内的运放均为可测。
引理2证明完毕


附加说明:
电压是各种电路最常见的参数之一,测量电压的方法和手段众多。
别的不说,就说万用表,手持的从常见的3位半、4位半,到6位半;台式的从5位半6位半,到7位半和8位半,适合各种范围、各种分辨和各种精度的电压测量要求。
另外,测量微小电压的工具,还有纳伏表,甚至pV表。
有人会说,有个1uV的电压,要测到0.1%,你能做到吗?这个的确难为我了,总会有一些要求,不仅我测不了,我也不清楚用什么方法可以满足。但是,我不知道别人可能会知道,今天测不出来明天可能会测出来。
还有,如果测量表一放上去,明显的改变了运放的工作状态,那也说明测试是有问题的,比如输出产生了强烈的干扰,那就是测试的时候引入的,说明环境比较差;再比如输出达到饱和,说明表的内阻特别低,或者运放的反馈电阻非常高。
总之,可测就是能测,可测不是随便测,可测也不一定一定要测。


另外,本引理的逆 也是成立的,即电压可测即存在。
当然,不合格仪器、超范围使用、不符合厂家条件下使用、测试方法不合适、仪器损坏等不在此例。
举个例子:某电压表内阻10M,并有一个内部偏流,使得表笔悬空时读数为1.00mV。而恰好要测的电压也是1.00mV附近,那么表笔接到测量点和拿下来,读数没什么差别,你说是测到了电压还是没测到?
这就属于测量方法的问题了,可以通过表笔反接来解决。另外,也需要测量前校准,最简单的校准就是表笔先短路看读数,或者自己用电阻分压做个1.00mV的电压源,用万用表正、反向测试互相确认。
有关如何用万用表测量微小电压,我可以以后开贴说明。




引理3,当运放输出为0时,其输入端的电压就是Vos
Vos的定义是:在运放输入端加一个电压使得运放输出为0,这个电压就是Vos;
由于运放是线性器件,工作在线性区,因此当运放输出为电压为0,则在运放输入端的电压就是Vos。
引理3证毕。



引理4,当运放输出不为0时,其输入端电压近似等于Vos
对于运放输入端的电压来讲,运放输出为0或不为0,差异由主要由运放开环增益不是无穷引起的误差,比如LM741,最小增益50V/mV,这样当输出为10V的时候,输入会变动最大0.2mV,为Vos-max=5.0mV的4%,即近似程度为96%。
因此,当运放的输出电压在不饱和的工作电压范围内改变时,运放的输入端电压变化不大,近似等于Vos,而在输出电压正好等于0时输入即为Vos。
引理4证毕。




由于论断中所规定的运放及条件满足引理1、2、3、4,因此论断成立。


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Lgz2006 2014-8-6 07:30 回复TA
老抽,你这是褒还是贬啊 
路过打酱油。。 2014-8-5 18:59 回复TA
精神可嘉,令我相当滴佩服.... 
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xukun977| | 2014-8-5 18:45 | 只看该作者

我倒,憋半天憋出来4个lemma,证明基本都是直觉。

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lymex 2014-8-5 20:23 回复TA
拼写错了 
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lymex 发表于 2014-8-5 17:55
有关Vos是客观存在的证明

看了这段,着实让我激动了一下....,回过神来说几句心里话。

其实,关于运放的失调电压和偏置电流这两个参数,实属器件的“界面特性”。我曾经有个帖子(非电子硬件类),就是强调“封装”的,这是个系统工程的概念。对于器件,无论是器件的设计者和使用者,都必须有个统一的“界面”,这里的“失调电压”和“偏置电流”就是一例。

关于这个东西,我特意画了两幅图,虽然戏称是“看图识字”,但我认为确实是达到了目的。原则上,那两幅图就足以说明问题了。

我认识的搞器件的工程师不少,绝大多数是“进去了能出来的”,所以一般都能与他们正常沟通。当然,也可能有些奇葩的,但毕竟是极少数(至今好像在现实中未曾遇到)。

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lymex 2014-8-5 20:18 回复TA
谢谢!我知道里面很多地方不严谨,时间也不多想到哪说到哪。 
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xukun977| | 2014-8-5 19:25 | 只看该作者

中国人讲话喜欢拐弯抹角,比如这句% 我认识的搞器件的工程师不少,绝大多数是“进去了能出来的”,所以一般都能与他们正常沟通。%

先表扬器件工程师,"能进能出"说明技术高超。
"能正常沟通",说明说话人的技术水平≥器件工程师。

根据以上两个论断,立马可得结论:说话人的水平也技术高超!
你看多会拐弯?

不过可惜啊,失调问题不是器件工程师的关心要点,拍马腿上去了。

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xukun977| | 2014-8-5 21:29 | 只看该作者

lymex 拼写错了

。。。。。。。。。。
抓紧翻书看了下,**力还行,没记错!


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lymex 2014-8-5 23:46 回复TA
怕就怕在已经错了,还不知道错在哪里 
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xukun977 发表于 2014-8-5 22:02
4个所谓的引理,起码错了3,考虑太片面。.
不过你自己说故意在挖坑,目前为止,只有酱油一个人,奋不顾身 ...

我对那些干实事的,都非常敬佩。他在此是力图想表达他的看法,虽然具体的方式欠妥,但毕竟是努力了,这一点我是很佩服的。

你呢,始终未曾认真地回答过一个问题,而那些个无聊的问题却提了一大堆,以此来彰显你的水准。其实,在我看来,这些问题本身就是些“学前班”滴东西,而其结果多为不了了之。

可以肯定,你的书基本是白读了,虽然看似读了不少。至于你是什么的,我不想去猜,但基本定位错不了。

补充一句:

那个启示录中的记录贴还会增加,那个“高论”集也还会不断地增添新的内容,如果发现的话。

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xukun977| | 2014-8-5 22:44 | 只看该作者
路过打酱油。。 发表于 2014-8-5 22:25
我对那些干实事的,都非常敬佩。他在此是力图想表达他的看法,虽然具体的方式欠妥,但毕竟是努力了,这一 ...

你眼呢?别的地方不说,这个帖子我回答多少问题了?

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王奉瑾 2014-8-22 22:49 回复TA
南辕北辙,回答越多,XX越多 
路过打酱油。。 2014-8-5 22:54 回复TA
连个基本定义的没沾边,这叫“认真地回答”?如果是没读过书的话,那就别参和了。 
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xukun977| | 2014-8-5 23:10 | 只看该作者

还干实事,你和之前ID. HWM,99%的帖子,都是教科书上公式。
懂点这个就叫书没白读?
懂点这个,就不叫学前班?

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xukun977 发表于 2014-8-5 23:10
还干实事,你和之前ID. HWM,99%的帖子,都是教科书上公式。
懂点这个就叫书没白读?
懂点这个,就不叫学 ...

本人现实中所干的事绝不会呈现在21IC,猜也没用....

本人在21IC上的所有主题帖,基本都是有针对性的,所呈现的内容“不多不少恰如其分”。

至于“学前班”,这里还有连“学前班”那点内容都不懂得,阁下可以对照定位。

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173
Lgz2006| | 2014-8-6 10:24 | 只看该作者
又一例“所见即所得”,不能理解参数定义和测量方法之间的原理关系

读过的书中就有明确中文说法:Uos,又称“输入补偿电压”
注意它的动词属性,表明它是“被使之”,细节区别于“存在有”

@xukun977 顺路打听一下:带有调零功能的运放,它是针对Vos呢还是Ios?

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174
xukun977| | 2014-8-6 11:23 | 只看该作者
Lgz2006 发表于 2014-8-6 10:24
又一例“所见即所得”,不能理解参数定义和测量方法之间的原理关系

读过的书中就有明确中文说法:Uos,又 ...


Vos

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Lgz2006 2014-8-6 11:28 回复TA
那Ios怎么办? 
175
xukun977| | 2014-8-6 11:47 | 只看该作者
等一下,画个图,上公式,否则扯不清。

这个帖子,再次证明,把运放当做黑匣子看,是不行的。

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176
xukun977| | 2014-8-6 12:00 | 只看该作者
见下图,图中RTR为修调电阻,图下面为BJT的输入偏执电压和电流,是推导失调的基础。



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Lgz2006 2014-8-6 12:07 回复TA
先结论再论证吧 
177
xukun977| | 2014-8-6 12:05 | 只看该作者
插播新闻:

lymex 怕就怕在已经错了,还不知道错在哪里
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

lemma

基本翻译

n. 引理;辅助定理;

。。。。。。。。。。。。。。。。。。

牛津词典也拼写错了?



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178
xukun977| | 2014-8-6 12:18 | 只看该作者

根据上图,易得不加RTR时的失配失调电压电流为:



注,图中的IC,Ae等,均为两管相应值的平均,△T等为两管相应值之差。

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179
xukun977| | 2014-8-6 12:39 | 只看该作者



失调电压表达式,共三项,后两项由于结温和机械应力导致的失调,都可以控制在20uV内,第一项一般是0.2mV,明显占主导地位,补偿就补它。




如上图,如果调整RC1.2比值,使对数为1,那么失调电压为零,温漂也为零。




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180
Lgz2006| | 2014-8-8 07:31 | 只看该作者
xukun977 发表于 2014-8-6 12:18
根据上图,易得不加RTR时的失配失调电压电流为:

根据178图,如何得到 Voffset = Vbe1 - Vbe2

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