运放什么时候才需要调零?
除了单运放,大部分运放都不带调零端的,那运放什么时候才需要调零?另外,如果不需要调零,假如使用TL081这类运放,那用两片TL081好还是用一片TL082好?...
除了单运放,大部分运放都不带调零端的,那运放什么时候才需要调零?另外,如果不需要调零,假如使用TL081这类运放,那用两片TL081好还是用一片TL082好?
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2015-12-20 · 知道合伙人教育行家
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运算放大器为了输出稳定,一般都在输出端引一信号反馈到输入端,称为闭环,这样就有一小部分增益没有输出而是又返回了输入端,开环是指没有反馈的增益全部输出到了负载。
简单的电位器调零,一般没多大价值 1. 低精度场合,没必要
2. 高精度场合,由于电位器本身的稳定性问题,不能用
3. 中精度场合,选个精度高的运放,比加个故障频发的电位器不强的多?
在现在的技术条件下,调零一般都应该与数字系统结合起来。能用软件修正的,就不要用硬件。 有了CPU/MCU,最关键的就不是失调,而是漂移,而解决漂移的最根本办法,还是选低漂移放大器。 一般单级增益500以上就会有明显干扰,所以单级不能过大
通常第一级用斩波自稳零放大器,放大10~20倍,第二级放大100倍以下,这时第2级调零。不太用三级以上的直流放大,因为即使有调零,漂移也会太大。如果放大倍数要求大于3000~5000倍,第一级处理要恰当,一般调零电路的漂移和热噪声都较大,第1级调零会引入干扰。最好根据设计先做个实验,要想一次性就成功是少见的
这里讨论需要达到的指标对多级运放调零问题的影响:
这里继续用低漂移运放OP07: 放大40mVDC热电偶信号到5VDC。若精度仅仅要求1%时,经过125倍放大后的零点失调约为25mV,造成的误差为: 25mV / 5000mV *100% = 0.5% 因此有可能不需要校正。
多级运放调零问题特别需要考虑3个问题: 需要视输入信号幅度/放大器的性能/需要达到的指标来考虑 或许有人认为没有关系,但是这样是错误的!
由于这里讨论的是直流信号放大问题,可以回避频率问题,简化讨论范围. 这里先讨论放大器的性能对多级运放调零问题的影响:
低漂移运放OP07: 放大40mVDC热电偶信号到5VDC,这需要125倍。若取2级放大,前级取25倍,后级取5倍。由于前级电路的失调比后级电路的失调大25倍,因此可以简化问题,仅仅讨论前级失调对整个电路的影响。OP07D的失调电压约为0.2mV,经过125倍放大后约为25mV,因此仅仅在其中1级校正即可。
若换为普通的uA741/LM324,失调电压约为8mV,经过125倍放大后约为1000mV,因此需要逐级校正。
一、不考虑放大精度,就没有必要考虑失调,“多级运放调零问题”就没有意义了,请大家注意这一点。
二、在直流放大条件下
1、如果放大倍数<100,精度要求为0.1%,没有必要多级放大,选只性能好的运放就行,倒是电阻要仔细选择。
2、如果放大倍数>>100,单级放大受到开环增益、电阻噪声和地电流影响的限制,要考虑2级或更多级的放大,调零在第一级就行了。
三、使用运放做弱小信号(大信号一般没有必要大的增益,也就没有必要多级)直流放大的几个关键问题: 1、失调(电压/电流)温漂引起的误差
失调电压可以在某个温度下调整为零,但温度变了还要失调。 2、噪声引起的误差
这里主要包括器件噪声、反馈电阻噪声和干扰噪声。 器件噪声:
很低噪声的器件通常温漂很难做到很小,自稳零运放又很难做到低噪声,就看你自己的取舍。 反馈电阻噪声:
电阻一般取500欧-100k之间为好,电阻大了噪声大,电阻小了地电流引起的误差大,也看你自己的取舍。 干扰噪声:
这个问题涉及面太多,几句话说不清楚,须根据你所设计电路本身及应用的场合,还看你自己的取舍。 直流放大的设计与分析,基本上都可以归结到中学学过欧姆定律,比较好分析,就看你是否尽可能考虑到各种情况,特别要考虑信号源的特性和PCB布线,再说下去话就多了。
是的,每一级都要调零,在集成运放电路中,因电路工作都有个线性工作范围,假如第一级一电路工作点高了,当大信号时就会失真,那后面的电路工作都正常,但放大出来的信号已不是输入的信号了,这个电路还有用吗?所以每个都要调零。 总结一下:
直流信号放大时,多级运放调零级不能仅校正单级的情况: 1.总失调电压超出单级的校正范围; 2.单级的失调电压大到影响动态。
简单的电位器调零,一般没多大价值 1. 低精度场合,没必要
2. 高精度场合,由于电位器本身的稳定性问题,不能用
3. 中精度场合,选个精度高的运放,比加个故障频发的电位器不强的多?
在现在的技术条件下,调零一般都应该与数字系统结合起来。能用软件修正的,就不要用硬件。 有了CPU/MCU,最关键的就不是失调,而是漂移,而解决漂移的最根本办法,还是选低漂移放大器。 一般单级增益500以上就会有明显干扰,所以单级不能过大
通常第一级用斩波自稳零放大器,放大10~20倍,第二级放大100倍以下,这时第2级调零。不太用三级以上的直流放大,因为即使有调零,漂移也会太大。如果放大倍数要求大于3000~5000倍,第一级处理要恰当,一般调零电路的漂移和热噪声都较大,第1级调零会引入干扰。最好根据设计先做个实验,要想一次性就成功是少见的
这里讨论需要达到的指标对多级运放调零问题的影响:
这里继续用低漂移运放OP07: 放大40mVDC热电偶信号到5VDC。若精度仅仅要求1%时,经过125倍放大后的零点失调约为25mV,造成的误差为: 25mV / 5000mV *100% = 0.5% 因此有可能不需要校正。
多级运放调零问题特别需要考虑3个问题: 需要视输入信号幅度/放大器的性能/需要达到的指标来考虑 或许有人认为没有关系,但是这样是错误的!
由于这里讨论的是直流信号放大问题,可以回避频率问题,简化讨论范围. 这里先讨论放大器的性能对多级运放调零问题的影响:
低漂移运放OP07: 放大40mVDC热电偶信号到5VDC,这需要125倍。若取2级放大,前级取25倍,后级取5倍。由于前级电路的失调比后级电路的失调大25倍,因此可以简化问题,仅仅讨论前级失调对整个电路的影响。OP07D的失调电压约为0.2mV,经过125倍放大后约为25mV,因此仅仅在其中1级校正即可。
若换为普通的uA741/LM324,失调电压约为8mV,经过125倍放大后约为1000mV,因此需要逐级校正。
一、不考虑放大精度,就没有必要考虑失调,“多级运放调零问题”就没有意义了,请大家注意这一点。
二、在直流放大条件下
1、如果放大倍数<100,精度要求为0.1%,没有必要多级放大,选只性能好的运放就行,倒是电阻要仔细选择。
2、如果放大倍数>>100,单级放大受到开环增益、电阻噪声和地电流影响的限制,要考虑2级或更多级的放大,调零在第一级就行了。
三、使用运放做弱小信号(大信号一般没有必要大的增益,也就没有必要多级)直流放大的几个关键问题: 1、失调(电压/电流)温漂引起的误差
失调电压可以在某个温度下调整为零,但温度变了还要失调。 2、噪声引起的误差
这里主要包括器件噪声、反馈电阻噪声和干扰噪声。 器件噪声:
很低噪声的器件通常温漂很难做到很小,自稳零运放又很难做到低噪声,就看你自己的取舍。 反馈电阻噪声:
电阻一般取500欧-100k之间为好,电阻大了噪声大,电阻小了地电流引起的误差大,也看你自己的取舍。 干扰噪声:
这个问题涉及面太多,几句话说不清楚,须根据你所设计电路本身及应用的场合,还看你自己的取舍。 直流放大的设计与分析,基本上都可以归结到中学学过欧姆定律,比较好分析,就看你是否尽可能考虑到各种情况,特别要考虑信号源的特性和PCB布线,再说下去话就多了。
是的,每一级都要调零,在集成运放电路中,因电路工作都有个线性工作范围,假如第一级一电路工作点高了,当大信号时就会失真,那后面的电路工作都正常,但放大出来的信号已不是输入的信号了,这个电路还有用吗?所以每个都要调零。 总结一下:
直流信号放大时,多级运放调零级不能仅校正单级的情况: 1.总失调电压超出单级的校正范围; 2.单级的失调电压大到影响动态。
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