[求助] 请问下图运放输出端的直流偏置是哪里来的?

寅子敬   2021-3-16 11:27 楼主

下图是反相加法器,用的是LM741CN集成运放。图中测试结果显示,放大关系符合理论值,但是红色的输出曲线被抬高了一个直流电位。当用同样的芯片设计同向加法器时也有相同的问题,可是换用理想虚拟运放问题就没有了,请问为什么会这样? image.png

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回复评论 (16)

图中运放直流增益为12倍。

LM741两输入端之间失调电压可达5mV甚至更大一些。5mV失调电压经12倍放大后为60mV,按照图中所示,输出端出现25mV左右完全正常,甚至可以说这片运放不错,失调电压只有2mV。

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maychang 发表于 2021-3-16 11:43 图中运放直流增益为12倍。 LM741两输入端之间失调电压可达5mV甚至更大一些。5mV失调电压经12倍放大后为6 ...

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谢谢回复,查询Datasheet失调电压如上图,正在学习调零方法。

本帖最后由 寅子敬 于 2021-3-16 11:53 编辑
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引用: 寅子敬 发表于 2021-3-16 11:51 maychang 发表于 2021-3-16 11:43 图中运放直流增益为12倍。 LM741两输入端之间失调电压可达5mV甚至更大 ...

LM741有专用于调零的引脚,需要接一个电位器来调零。

不过,每片LM741运放失调各不相同,需要对每片LM741手动调节,费时又费力。不如采用低失调的精密运放,可以免去手动调零的麻烦。精密运放虽然比较贵,但省去了电位器的成本,还省去了手工成本。

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引用: maychang 发表于 2021-3-16 11:43 图中运放直流增益为12倍。 LM741两输入端之间失调电压可达5mV甚至更大一些。5mV失调电压经12倍放大后为6 ...

我在调零端串联上电阻,可是无论怎么调零都消除不了失调电压 image.png

请问该如何设计调节电路,消除失调电压。

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引用: 寅子敬 发表于 2021-3-16 12:05 我在调零端串联上电阻,可是无论怎么调零都消除不了失调电压 请问该如何设计调节电路,消除失调电压。 ...

『我在调零端串联上电阻,可是无论怎么调零都消除不了失调电压』

简单地串联电阻当然不能消除失调,必须使用电位器,而且要在电路没有输入信号时时手动调节电位器,调节到输出端对地电压为零。

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引用: 寅子敬 发表于 2021-3-16 12:05 我在调零端串联上电阻,可是无论怎么调零都消除不了失调电压 请问该如何设计调节电路,消除失调电压。 ...

接入电位器调零,仿真未必能够改变电位器中心头位置调出来。这取决于仿真模型。

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引用: 寅子敬 发表于 2021-3-16 12:05 我在调零端串联上电阻,可是无论怎么调零都消除不了失调电压 请问该如何设计调节电路,消除失调电压。 ...

LM741是一种相当老的型号,早已不能满足现代电路的要求。精密运放以前相当贵,随着生产量的增加,其价格不断下降,但人工价格却在上升,所以,采用这种很 ”粗糙“ 但价格稍低的运放,成本上已经没有任何好处。

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引用: 寅子敬 发表于 2021-3-16 12:05 我在调零端串联上电阻,可是无论怎么调零都消除不了失调电压 请问该如何设计调节电路,消除失调电压。 ...

这种外加电位器调零方法,不能消除失调电压的温漂。也就是说,温度变化时输出不能总保持为零。而精密运放失调电压很小,失调电压的温漂也很小,温度变化时输出偏离零点也很小。

点赞  2021-3-16 12:19
你把V1,V2实际电路接线的正负都倒个个,看下输出直流偏置变了没有,把输入直流成分排除下。
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引用: maychang 发表于 2021-3-16 12:16 LM741是一种相当老的型号,早已不能满足现代电路的要求。精密运放以前相当贵,随着生产量的增加,其价格 ...

谢谢您的工程经验,学到了。

点赞  2021-3-16 13:37
引用: 呜呼哀哉 发表于 2021-3-16 12:28 你把V1,V2实际电路接线的正负都倒个个,看下输出直流偏置变了没有,把输入直流成分排除下。

未有变化,这是置换后的仿真结果。信号反相,输出也反相了,直流偏置还在。

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引用: 呜呼哀哉 发表于 2021-3-16 12:28 你把V1,V2实际电路接线的正负都倒个个,看下输出直流偏置变了没有,把输入直流成分排除下。

用电容耦合之后,直流偏置还在,应该不是输入的偏置,而且输入用的是理想信号源

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引用: 寅子敬 发表于 2021-3-16 13:47 用电容耦合之后,直流偏置还在,应该不是输入的偏置,而且输入用的是理想信号源

如果仿真就更不可能了。

仿真的运放模型你看下,是否含有输入失调电压、输入失调电流参数。既然是仿真,源阻抗为0,运放输出能力足够,可以将电阻值降低到原来1/10,看看输入失调电流是否有影响。

点赞 (1) 2021-3-16 15:40
呜呼哀哉 发表于 2021-3-16 15:40 如果仿真就更不可能了。 仿真的运放模型你看下,是否含有输入失调电压、输入失调电流参数。既然是仿真 ...

IOS 2 1 20N

*^Input offset current

R1 1 3 250K

R2 3 2 250K

I1 4 50 100U

R3 5 99 517

R4 6 99 517

Q1 5 2 4 QX

Q2 6 7 4 QX

*Fp2=2.55 MHz

C4 5 6 60.3614P


*
I2 99 50 1.6MA
*^Quiescent supply current
EOS 7 1 POLY(1) 16 49 1E-3 1
*Input offset voltage.^
R8 99 49 40K
R9 49 50 40K
*

 

我摘了两端模型里可能和失调电压和电流有关的代码,可我不会看具体的数值是多少

点赞  2021-3-16 23:30

楼主的问题解决了吗?

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点赞  2021-3-17 11:35
引用: okhxyyo 发表于 2021-3-17 11:35 楼主的问题解决了吗?

基本明白是失调电压的问题了,仿真我也不知道该怎么调,模型也不会看。可能实际运用中换精密运放使用吧

点赞  2021-3-18 09:44
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