運算放大器工作原理及誤差分析

這樣可以計算出，0~25℃的溫度漂移造成的影響如下：
項目 單位 參數(shù)
輸入失調(diào)電壓溫漂造成的誤差 μV 250
輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差 μV 3.4
合計本項誤差為 μV 253
輸入信號200mV時的相對誤差 % 0.1
輸入信號100mV時的相對誤差 % 0.25
輸入信號 25mV時的相對誤差 % 1.01
輸入信號 10mV時的相對誤差 % 2.53
輸入信號 1mV時的相對誤差 % 25.3
初步結(jié)論是：在使用高速運放時，由于失調(diào)電壓溫度系數(shù)較大，造成的影響較大，使得它不適合放大100mV以下直流信號。若以上兩項誤差合計將更大。

若其它條件不變，僅僅運放的外圍電阻等比例增加一倍，造成誤差如下：
這樣可以計算出，在25℃的溫度下的失調(diào)誤差造成的影響如下：
項目 單位 參數(shù)
輸入失調(diào)電壓造成的誤差 μV 7500
輸入失調(diào)電流造成的誤差 μV 27.3
合計本項誤差為 μV 7527
這樣可以計算出，0~25℃的溫度漂移造成的影響如下：
項目 單位 參數(shù)
輸入失調(diào)電壓溫漂造成的誤差 μV 250
輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差 μV 6.8
合計本項誤差為 μV 257
初步結(jié)論：僅僅運放的外圍電阻等比例增加一倍，運放的輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電壓溫漂造成誤差不變，而輸入失調(diào)電流和輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差隨之增加了一倍。所以，對于高阻信號源或是運放外圍的電阻較高時，輸入失調(diào)電流和輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差會很快增加，甚至有可能超過輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電壓溫漂造成誤差，所以這時需要考慮采用高阻運放或是低失調(diào)運放。

精密運放OP07D的主要指標(biāo)為：
項目 單位 參數(shù)
輸入失調(diào)電壓 μV 85
輸入失調(diào)電壓溫度漂移 μV/℃ 0.7
輸入失調(diào)電流 nA 1.6
輸入失調(diào)電流溫度漂移 pA/℃ 12

這樣可以計算出，在25℃的溫度下的失調(diào)誤差造成的影響如下：
項目 單位 參數(shù)
輸入失調(diào)電壓造成的誤差 μV 85
輸入失調(diào)電流造成的誤差 μV 14.5
合計本項誤差為 μV 99.5
輸入信號200mV時的相對誤差 % 0.05
輸入信號100mV時的相對誤差 % 0.1
輸入信號 25mV時的相對誤差 % 0.4
輸入信號 10mV時的相對誤差 % 1.0
輸入信號 1mV時的相對誤差 % 10
初步結(jié)論是：精密運放輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流造成的誤差不太大，而且可以在工作范圍的中心溫度處通過調(diào)零消除。其中輸入失調(diào)電壓造成的誤差大于輸入失調(diào)電流造成的誤差。

這樣可以計算出，0~25℃的溫度漂移造成的影響如下：
項目 單位 參數(shù)
輸入失調(diào)電壓溫漂造成的誤差 μV 17.5
輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差 μV 2.7
合計本項誤差為 μV 20.2
輸入信號200mV時的相對誤差 % 0.01
輸入信號100mV時的相對誤差 % 0.02
輸入信號 25mV時的相對誤差 % 0.08
輸入信號 10mV時的相對誤差 % 0.2
輸入信號 1mV時的相對誤差 % 2.0
初步結(jié)論是：在使用精密運放時，由于失調(diào)電壓溫度系數(shù)不大，造成的影響不大，使得它能夠放大10mV以上的直流信號。

若其它條件不變，僅僅運放的外圍電阻等比例增加一倍，造成誤差如下：
這樣可以計算出，在25℃的溫度下的失調(diào)誤差造成的影響如下：
項目 單位 參數(shù)
輸入失調(diào)電壓造成的誤差 μV 85
輸入失調(diào)電流造成的誤差 μV 29.1
合計本項誤差為 μV 114.1
這樣可以計算出，0~25℃的溫度漂移造成的影響如下：
項目 單位 參數(shù)
輸入失調(diào)電壓溫漂造成的誤差 μV 17.5
輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差 μV 5.5
合計本項誤差為 μV 23
初步結(jié)論：僅僅運放的外圍電阻等比例增加一倍，運放的輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電壓溫漂造成誤差不變，而輸入失調(diào)電流和輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差隨之增加了一倍。所以，對于高阻信號源或是運放外圍的電阻較高時，輸入失調(diào)電流和輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差會很快增加，甚至有可能超過輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電壓溫漂造成誤差，所以這時需要考慮采用增加運放輸入電阻或是降低運放輸入失調(diào)電流。

高精度運放ICL7650的主要指標(biāo)為：
項目 單位 參數(shù)
輸入失調(diào)電壓 μV 0.7
輸入失調(diào)電壓溫度漂移 μV/℃ 0.02
輸入失調(diào)電流 nA 0.02
輸入失調(diào)電流溫度漂移 pA/℃ 0.2

這樣可以計算出，在25℃的溫度下的失調(diào)誤差造成的影響如下：
項目 單位 參數(shù)
輸入失調(diào)電壓造成的誤差 μV 0.7
輸入失調(diào)電流造成的誤差 μV 0.2
合計本項誤差為 μV 0.9
輸入信號200mV時的相對誤差 % 0.0004
輸入信號100mV時的相對誤差 % 0.0009
輸入信號 25mV時的相對誤差 % 0.0035
輸入信號 10mV時的相對誤差 % 0.0088
輸入信號 1mV時的相對誤差 % 0.088
初步結(jié)論是：高精密運放輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流造成的誤差很小可以不調(diào)零。其中輸入失調(diào)電壓造成的誤差大于輸入失調(diào)電流造成的誤差。