运放之失调电压漂移

1万 · 2015-5-24 15:46

一直徘徊于运放之外而不得入,换了无数教材，终于看懂了那么一点点

   定义：当温度变化、时间持续、供电电压等自变量变化时，输入失调电压会发生变化。输入失调电压随自变量变化的比值，称为失调电压漂移。
   因此，有三种漂移量存在：
   1）输入失调电压变化相对于温度变化的比值。是指定温度范围内的平均值，以 µV/°C为单位，用符号 ΔVOS/ΔT 或者 dVOS/dT 表示。
   2）相对于时间的比值，以 µV/MO 为单位，含义是每月变化多少微伏。没有明确的符号，通常用文字表示。本文暂用 dVOS/dMO 表示。
   3）相对于电源电压变化的比值，以 µV/V 为单位，含义是调好的放大器，当电源电压发生 1V 变化，会引起失调电压的变化。没有明确的符号，常用文字表示。此数值在很多放大器数据手册中没有体现。

1万 · 2015-5-24 15:47

   优劣范围： 0.002µV/°C 到几十 µV/°C。
   理解：
   失调电压漂移量，与数据手册上标注的失调电压（或称之为初始失调电压）本身有密切关系。初始失调电压小的，其漂移量也小。从多种放大器手册指标看，有以下规律：
   1）温度变化 40~500 度可能带来的失调电压变化，等同于初始失调电压。
   2） 10~100 个月带来的失调电压变化，等同于初始失调电压。
   因此，要衡量失调电压漂移量，最好能和初始失调电压进行对比。我提出了新指标，称之为偏移量等效温度 TOD=VOS/dVOS/dT，它描述温度变化多少度会带来一个新的失调电压。偏移量等效时间 MOD= VOS/dVOS/dMO，它描述持续多少个月，会带来一个新的失调电压。

1万 · 2015-5-24 15:48

比如，两个不同的芯片 AD8675 和 OP177F， VOS 均为 10µV，但是温度漂移量为AD8675 是 0.2µV/°C，而
OP177F 为 0.1µV/°C，则 TOD_AD8675=10µV/0.2µV/°C=50°C，说明50℃即可产生一个新的 10 µV 失调，而
TOD_OP177F=10µV/0.1µV/°C=100°C，说明 100℃才会产生一个新的 10 µV 失调，后者显然比前者好些。

1万 · 2015-5-24 15:49

举例说明，一个失调电压为 100µV 的运放，它的温度漂移为 2µV/°C，时间漂移是5µV/MO，你在某一天用电位器完成了调零。那么就在当天，你用加热器提高运放的工作温度 10°C，就会出现新的 20µV 的失调，提高 50°C，就会出现 100µV 的失调电压，等于你前面的调零完全作废了。
如果你很善良，不去这么搞温度破坏，这个电路也会随着时间的流逝产生新的失调，大约 20 个月后，就可能出现 100µV 的失调，你又得再次调零。

1万 · 2015-5-24 15:54

后果：很严重。因为它不能被调零端调零，即便调零完成，它还会带来新的失调。在高精度、高稳定性要求的场合，选择漂移系数较小的放大器，比失调电压大小更为重要。
对策：第一，就是选择高稳定性，也就是上述漂移系数较小的运放。第二，有些运放具有自归零技术，它能不断地测量失调并在处理信号过程中把当前失调电压减掉。这就可以抑制温度变化、时间流逝、电源电压变化引起的新的失调。这很好。但是这种运放内部都有高频的切换动作，会产生该频率噪声，使用时应该注意。