如何测量运算放大器的输入电容?零漂问题如何解决?
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运算放大器将是下述内容的主要介绍对象,通过这篇文章,小编希望大家可以对运算放大器的相关情况以及信息有所认识和了解,详细内容如下。
一、如何测量运算放大器的输入电容
下图显示了确定运算放大器输入电容的一种简单方法,即增加一个电阻,与运算放大器输入串联(RSERIES)。这会形成一阶低通滤波器,其频率响应可由网络分析仪进行记录。我们可以根据频率响应计算出输入电容。电阻RSERIES一般在10 kΩ至100 kΩ之间。
要进行测量,需要确定杂散电容CSTRAY。首先,对没有安装运算放大器的电路板应用该信号进行测量。根据得到的波特图,使用公式1计算CSTRAY:
f1(–3 dB)是使用网络分析仪,在不带运算放大器时测量得出的–3 dB转角频率,RTH1与插入的串联电阻(RSERIES)、输入端接电阻(50 Ω)和功率分配器(Thévenin同等产品)的50 Ω源阻抗成函数关系:
然后,将运算放大器安装到PCB上。
由于PCB的杂散电容与运算放大器的输入电容并联,所以在公式1中加入CIN,如公式3所示:
其中,f2(–3 dB)是使用网络分析仪,在带有运算放大器时测量得出的–3 dB转角频率,RTH2与插入的串联电阻、输入端接电阻(50 Ω)、功率分配器的输出电阻(50 Ω),以及运算放大器(RCM)的共模输入阻抗成函数关系:
一般来说,对于具有CMOS输入的运算放大器,RSERIES << RCM。所以,RTH2 ≈ RTH1,公式3可以改写成公式5:
然后,可以使用公式1和公式5确定运算放大器的输入电容。
二、如何解决运算放大器的零漂问题?
有网友指出,一般压电加速度传感器会接一级电荷放大器来实现电荷——电压转换,可是在传感器动态工作时,电荷放大器的输出电压会有不归零的现象发生,如何解决这个问题?
对此,网友“Frank”分析道,有几种可能性会导致零漂:1)反馈电容ESR特性不好,随电荷量的变化而变化;2)反馈电容两端未并上电阻,为了放大器的工作稳定,减少零漂,在反馈电容两端并上电阻,形成直流负反馈可以稳定放大器的直流工作点;3)可能挑选的运算放大器的输入阻抗不够高,造成电荷泄露,导致零漂。
网友“camel”和“windman”还从数学分析的角度对造成零漂的原因进行了详细分析,认为除了使干扰源漂移小以外还必须使传感器、缆线电阻要大,运放的开环输入阻抗要高、运放的反馈电阻要小,即反馈电阻的作用是为了防止漂移,稳定直流工作点。但是反馈电阻太小的话,也会影响到放大器的频率下限。所以必须综合考虑!
而嘉宾张世龙则建议,对于电荷放大器输出电压不归零的现象,一般采用如下办法来解决:
1)采用开关电容电路的技巧,使用CDS采样方式可以有效消除offset电压;
2)采用同步检测电路结构,可以有效消除offset电压。
以上就是小编这次想要和大家分享的有关运算放大器的内容,希望大家对本次分享的内容已经具有一定的了解。如果您想要看不同类别的文章,可以在网页顶部选择相应的频道哦。