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4.2.4零漂移放大器与电流反馈放大器
实际运算放大器（四）
包括4.2.4，4.2.5两节
失调电压与零漂移放大器
位于4.2.4节
那么上一节提到了输入失调电压参数
Bipolar 运放是优于 FET 运放的
那我们这一节解释一下这个参数的意义
如果我们将运放的输入端都短接
理论上它的输出应该是零
但是呢我们用直流分析计算节点电压发现
输出电压现在是 3.92V
这个值实际上已经是饱和了
它不是轨至轨运放
5V 供电，它最多就能输出 4V 左右
那么我们引入一个可调电池 Voffset
我们逐渐去调节输入端的电压
那么当我达到 VOFFSET 的时候
输出刚好为零
那么这个 VOFFSET 就叫做输入失调电压
我们直接查看 LM324 的器件宏文件
打开以后呢我们可以发现
找到它的输入失调电压是 2mV
那么可以仿真出输入失调电压
我们对 VOFFSET 这个电池
进行直流参数扫描
起始值 1mV
终止值 3mV
那么我们就可以得出
扫描以后发现输出电压在 2V 的时候
2mV 的时候
它有一个输出电压会过零
这就是它的输入失调电压
虽然我们已经定义好了输入失调电压
但是呢我们还是不明白这个参数呢
好坏到底意味着什么
对什么电路有影响
我们建立这么一个仿真电路
来理解失调电压在电路中的意义
两个运放呢都接成了1001倍放大
放大比非常大
我们呢信号源都相同
实际给的是 1mV 的阶跃信号
所以按理说呢
输出电压应该是大概是 1V 的直流电压
那么之所以选择千倍的放大倍数
原因就在于
输入失调电压实际上相当于输入信号一个误差电压
我们放大倍数越大越能把这个误差电压放大到输出
来观测它对电路整个的影响
那么 OPA659 是高速FET运放
而 LMP2021 是零漂移精密放大器
我们在器件选型中将失调电压设为小于 0.005mV
非常好的一个参数
那我们就可以找到2021
我们仿真的结果发现
输入 1mV
理论输出就应该是 1V
那么2021非常完美
输出是 1V
而 OPA659 它输出就不是 1V，有偏离
这就是零漂移放大器优于普通放大器的地方
那么另外我们可以看到呢
659它是高速运放
所以它的压摆率高
它的响应是非常迅速的
2021它属于精密放大器
它的带宽不够宽
所以它是缓慢上升的
这都是符合它们各自的性能参数的
那么对于普通放大器来说呢
也可以外接调零电路来补偿这个漂移
而零漂移放大器就2021这样的
它是内部采用自校准电路来实现这一功能
那么零漂移不仅仅指的是输入失调电压小
同时它的温漂也非常小
电流反馈运算放大器
位于4.2.5节
我们到目前为止
本教程所讲述的各种运算放大器
它的包括内部构造原理
指的都是电压反馈型运算放大器
简称 VFB
那么实际上还有一大类特殊构造的电流反馈型运算放大器
简称 CFB
它们在原理上呢不受增益带宽积的限制
最关键的区别就是
它不会说增益越高，带宽越窄
是专门用于高速放大的场合
那么查看放大器的构架
只有高速放大器里面你才可以看到
CFB 的构架
我们在通用放大器、精密放大器
这都是低速放大器里面
都没有这种构架
那么相比于 VFB
CFB 的使用有一些特殊事项
我们当结论把它记下来
那么首先
电流反馈运算放大器的管脚名称、基本运算放大公式
和电压反馈型都是一样的
那么特殊地方在于
CFB 它的输入管脚是不对称的
输入阻抗不等
它的反向输入端输入阻抗低
所以呢我们在设计电路中没有必要去匹配两个的
所以呢我们在设计电路中没有必要去匹配两个的
阻抗往外看是不是匹配的
那么第二
反馈电容 CF
是不允许存在的
它在电流反馈运算放大器中会造成振荡
所以 CFB 它不能做积分器
也不能通过并联一个小的补偿电容来消除振荡
那么 CFB 的性能和稳定性与反馈电阻密切相关
我们取值呢尽量参考芯片说明书给的取值
对应的增益
对应的 RF 取值
或者呢我们参考
设计范例
它里面的 RF 是多少
减小 RF 可以获得更大的带宽
但是 RF 过小会引发振荡
所以呢 CFB 也不能用作缓冲器
用作缓冲器用途的时候
这个实际上 RF = 0
本课小结
失调电压的定义
我短接运放的输入端
输出肯定不是零
那么我给运放的输入端给一个非常小的可调电压
我把它调到输出为零的时候
输入电压的值就叫做
输入失调电压
通过直流参数扫描
扫一下我就知道在什么位置
是它的输入失调电压
那么失调电压的运放的影响在哪呢
就在于当我是高倍数放大的时候
高倍数放大意味着把你开始不起眼的
一毫伏、零点几毫伏的输入失调电压放大
作为误差放大给输出级
所以这时候呢失调电压影响特别大
反之，如果你的有用信号非常大
输入失调电压可以忽略
你放大倍数不高
这个性能就不会受什么影响
那么可以看到
在这种应用中我们得选择
零漂移放大器
也就是输入失调电压极小
到零点零零零几毫伏这种
精密放大器
那么它在高放大倍数上
精确
而不能去选择
这种高速运放
但是呢输入失调电压非常大的
电流反馈运算放大器
那么 CFB 呢和 VFB 它的管脚名称一致
基本使用方法也是一样的，计算方法也是一样的
那么它的几个注意事项是
它输入阻抗，反向输入组抗非常小
数入组两个端不对称
它呢不允许存在
反馈电容
会振荡
RF 的取值
这里标的 R3 的取值
尽量按照芯片说明书给的范例
不要自己去发明
好，这一次到这里
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未学习 1.1.1电压源
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未学习 1.1.2电流源
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未学习 1.2.1电阻与电容
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未学习 1.2.2电感
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未学习 1.3阻抗与滤波器
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未学习 1.4实际电容与电源滤波
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未学习 1.5热阻与散热
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未学习 2.1电路搭建与瞬时现象仿真
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未学习 2.2其他有用的工具
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未学习 3.1.1二极管的性质
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未学习 3.1.2二极管的动态特性
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未学习 3.1.3二极管的分类
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未学习 3.2.1NPN型三极管与恒流源放电电路
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未学习 3.2.2PNP型三极管与恒流源充电电路
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未学习 3.3.1共射放大电路一般性质
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未学习 3.3.2放大电路的直流偏移
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未学习 3.3.3共射放大电路的失真
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未学习 3.3.4共射放大电路的阻抗与密勒效应
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未学习 3.3.5共射放大电路的设计
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未学习 3.3.6.1共射放大电路增大放大倍数
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未学习 3.3.6.2选频放大电路
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未学习 3.3.6.3高频滤波与高频增强
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未学习 3.4差分放大电路
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未学习 3.5.1共集放大电路基本特性
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未学习 3.5.2甲类功率放大电路
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未学习 3.5.3乙类功率放大电路
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未学习 3.5.4甲乙类功率放大电路
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未学习 3.5.5共射共集组合放大电路
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未学习 3.6.1共基放大电路基本特性
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未学习 3.6.2共基共射放大电路
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未学习 3.7场效应管概述
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未学习 4.1.1反相比例运算电路
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未学习 4.1.2同相比例运算电路
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未学习 4.1.3加法和减法运算电路
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未学习 4.1.4直流偏置电路
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未学习 4.1.5积分和微分运算电路
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未学习 4.1.6PID运算放大电路
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未学习 4.2.1轨至轨与运放供电
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未学习 4.2.2运放的带宽与压摆率
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未学习 4.2.3输入阻抗与偏置电流
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未学习 4.2.4零漂移放大器与电流反馈放大器
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未学习 4.3.1差分放大器
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未学习 4.3.2仪表放大器
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未学习 4.3.3.1电流检测方法
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