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實際運算電路的誤差分析

作者: 時間:2011-07-12 來源:網絡 收藏
實際運算電路的誤差分析

一、AVD、Rid對運算電路的影響

前面討論的基本運算電路中,將集成運放看成理想的,而實際的集成運放并非如此。因此,實際工作情況與理想化分析所得的結論之間必然存在誤差,即產生了運算誤差。

集成運放的Avd和Rid為有限值時,對運算電路將引起誤差,現以圖1所示的運算放大電路為例來討論,用圖2電路來等效,

由此可列出如下方程

運算放大電路總的輸出電壓為

理想情況下, ,由此求得相對誤差

式中 為電壓反饋系數。通常

因此上式簡化為  

三、輸入失調電壓、電流的影響

輸入失調電壓VIO、輸入失調電流IIO不為零時,運算電路的輸出電壓將產生誤差。根據VIO和IIO的定義,將運放用圖1來等效,其中小三角符號內代表理想運放。

圖 1

圖 2

 

利用戴維南定理和諾頓定理可將兩輸入端化簡,如圖2所示,則

因為 ,有,則由上兩式求出

由于電路中兩輸入端均接地,在VIO、IIB和IIO作用下,產生的輸出電壓VO即是絕對誤差。

若R2=R1//Rf,由IIB引起的誤差可以消除,輸出電壓變為

由上式可見,和R2越大,VIO和IIO引起的輸出誤差電壓也越大。

當用作積分運算時,因電容C代替Rf,輸出誤差電壓為

由上式可見,積分時間常數t=R1C越小或積分時間越長,誤差越大。減小誤差的辦法是選用失調及溫漂小的高精度、超高精度運放,或將時間常數適應選大些。也可以在輸入級加調零電位器或在輸入端加一補償電壓或補償電流,以抵消VIO和IIO的影響,使vO(t)為零。



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