運(yùn)算放大器調(diào)零方法詳解

運(yùn)算放大器（Operational Amplifier，簡稱Op-Amp）是一種基本放大電路，它是一種差模輸入，單端輸出的電路。它廣泛應(yīng)用于各種電子系統(tǒng)中，包括變換器、比較器、濾波器、反饋電路等。在實(shí)際應(yīng)用中，運(yùn)算放大器的調(diào)零十分重要，因?yàn)樗梢源_保電路的正常工作，保證電路的精度和穩(wěn)定性。

調(diào)零方法

運(yùn)算放大器的調(diào)零可以分為兩個方面：調(diào)零前的準(zhǔn)備和調(diào)零方法。

調(diào)零前的準(zhǔn)備

在進(jìn)行調(diào)零操作之前，需要做好準(zhǔn)備工作，具體包括以下幾點(diǎn)：

1. 前置放大器

在進(jìn)行運(yùn)算放大器的校準(zhǔn)前，需要保證前置放大器的工作正常。

2. 穩(wěn)壓電源

為了確保運(yùn)算放大器的電源穩(wěn)定，可以使用穩(wěn)壓電源，避免因電源波動導(dǎo)致的誤差。

3. 清潔

在進(jìn)行運(yùn)算放大器調(diào)零前，需要保持電路板的干凈，避免灰塵或污垢進(jìn)入電路，導(dǎo)致誤差。

4. 加載

為了保證放大器在最大負(fù)載下的工作狀況，需要加載電阻。

調(diào)零方法

1. 暫態(tài)響應(yīng)方法

暫態(tài)響應(yīng)方法包括了運(yùn)放開路、短路、全壓和負(fù)載四種調(diào)零方法。

1.1 運(yùn)放開路

運(yùn)放開路是指將輸入短路，輸出短路電路斷開，只留運(yùn)放本身工作的狀態(tài)

運(yùn)放開路后，因?yàn)闆]有負(fù)載造成的漂移變化，所以此時輸出的是偏置電壓。

1.2 運(yùn)放短路

運(yùn)放短路是指將輸入短路，輸出短路電路接通

由于輸出被短路導(dǎo)通，輸出電壓變?yōu)榱?。因此，?shí)際運(yùn)放的失調(diào)電壓（偏置電壓）就成了輸入端的電壓，這樣便能消除偏置電壓。

1.3 運(yùn)放全壓

運(yùn)放全壓是指將運(yùn)放的輸入端接到一個滿量程電壓源，

在運(yùn)放全壓時，輸入電壓為正負(fù)最大值時，此時輸出電壓應(yīng)該等于供電電源的正負(fù)最大值。

1.4 運(yùn)放負(fù)載

運(yùn)放負(fù)載是指通過加負(fù)載電阻的方式進(jìn)行校準(zhǔn)，

改變電阻值可以改變電流流經(jīng)的路徑，因此在負(fù)載的環(huán)境下，可以減少電源漂移帶來的誤差。

2. 差分輸入測量法

差分輸入測量法的原理是：如果兩個電壓完全相等的輸入信號作用于運(yùn)算放大器的兩個輸入端口，那么漂移電壓應(yīng)該被消除，輸出電壓應(yīng)該是零。該方法需要使用兩個絕緣等級相同的電位計，并用它們測量相同的電位。

步驟如下：

(1) 兩個電位器設(shè)置為相同的電位。

(2) 將兩個電位器所連接的兩個輸入端口分別連接到運(yùn)算放大器的兩個輸入端口。

(3) 調(diào)整一個電位器的電位，使得輸出電壓為零，此時漂移電壓被消除。

(4) 將另一個電位器的電位對應(yīng)到所需的放大倍數(shù)上。

補(bǔ)償電路

有時，即使校準(zhǔn)好運(yùn)放，仍然會出現(xiàn)誤差。這時可以使用補(bǔ)償方法來補(bǔ)償誤差，提高電路精度和穩(wěn)定性。

1. 偏置電流補(bǔ)償

由于偏置電流在運(yùn)放不同的輸入端口產(chǎn)生不同的電壓，這個電壓會被放大器的增益引起誤差。為了解決這個問題，可以進(jìn)行偏置電流補(bǔ)償。偏置電流補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ涸谳斎攵思由弦粋€不同的電阻，使得進(jìn)入運(yùn)放的電流相等。

2. 偏置電壓補(bǔ)償

偏置電壓由于芯片制作過程中的工藝變化和溫度等因素，會發(fā)生變化。為了消除偏置電壓的漂移，需要進(jìn)行偏置電壓補(bǔ)償。

3. 電源電壓補(bǔ)償

電源電壓的波動會影響運(yùn)放的輸出電壓，為此需要進(jìn)行電源電壓補(bǔ)償。電源電壓補(bǔ)償方法：通過電阻、電容和二極管等元件組成電源電壓補(bǔ)償電路，來消除電源的干擾。

結(jié)論

運(yùn)算放大器的調(diào)零方法包括了暫態(tài)響應(yīng)方法和差分輸入測量法，調(diào)零前需要做好準(zhǔn)備工作，調(diào)零方法可以根據(jù)具體情況選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，還需要使用補(bǔ)償電路來補(bǔ)償誤差，提高電路精度和穩(wěn)定性。通過以上方法，運(yùn)算放大器可以獲得較高的精度和穩(wěn)定性，從而使得電子系統(tǒng)的運(yùn)作更加可靠。