運放的失調(diào)電壓是什么？

　　當(dāng)運放兩輸入為零時，輸出都有一定數(shù)值，即失調(diào)電壓Vos。將失調(diào)電壓除以噪聲增益得到輸入失調(diào)電壓，它被等效為一個與運放反向輸入端串聯(lián)的電壓源，要對放大器兩輸入端施加差分電壓以產(chǎn)生零輸出，并且失調(diào)電壓會隨溫度變化而改變，即所說的漂移。注意失調(diào)電壓與基線漂移的區(qū)別。

　　在運放的應(yīng)用中，不可避免的會碰到運放的輸入失調(diào)電壓Vos問題，尤其對直流信號進(jìn)行放大時，由于輸入失調(diào)電壓Vos的存在，放大電路的輸出端總會疊加我們不期望的誤差。舉個簡單，老套，而經(jīng)典的例子，由于輸入失調(diào)電壓的存在，會讓我們的電子秤在沒經(jīng)調(diào)校時，還沒放東西，就會有重量顯示。我們總不希望，買到的重量與實際重有差異吧，買蘋果差點還沒什么，要是買白金戒指時，差一克可是不少的money哦。下面介紹一下運放的失調(diào)電壓，以及它的計算。最后再介紹一些TI的低輸入失調(diào)電壓運放。不足之處，多多拍磚。

　　理想情況下，當(dāng)運放兩個輸入端的輸入電壓相同時，運放的輸出電壓應(yīng)為0V，但實際情況確是，即使兩輸入端的電壓相同，放大電路也會有一個小的電壓輸出。如下圖，這就是由運放的輸入失調(diào)電壓引起的。

　　當(dāng)然嚴(yán)格的定義應(yīng)為，為了使運放的輸出電壓等于0，必需在運放兩個輸入端加一個小的電壓。這個需要加的小電壓即為輸入失調(diào)電壓Vos。注意，是為了使出電壓為0，而加的輸入電壓，而不是輸入相同時，輸出失調(diào)電壓除以增益（微小區(qū)別）。

　　運放失調(diào)電壓自動補(bǔ)償設(shè)計與實現(xiàn)

　　1運放失調(diào)電壓在應(yīng)用電路中檢測及分析

　　1.1運放失調(diào)電壓與輸出的關(guān)系

　　在實際應(yīng)用放大電路中一般采用同相或反向放大，如圖1所示放大器的輸入電壓為0，由于存在失調(diào)電壓使得輸出電壓不為0。實際運放的開環(huán)放大倍數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于負(fù)反饋構(gòu)成的放大電路的放大倍數(shù)，由此得出的“虛短”概念，同樣我們可以知道考慮了運放失調(diào)電壓后也存在著“虛短”，只不過同反向輸入的電壓差（Vi+和Vi-的差值）不為零而是等于運放的失調(diào)電壓。忽略運放的輸入電流，我們可以得出圖1中的失調(diào)電壓與輸出電壓的關(guān)系：Vo=-Vof（1+Rf/R2），Vof=-Vo/（1+Rf/R2）。在實際的運放中Vof的方向可能為正（如圖1所標(biāo)參考方向），也可能為負(fù)。在運放的放大電路中輸入電壓為0V時，輸出電壓Vo為負(fù)時，失調(diào)電壓的方向同參考方向，反之則反。這樣只要適當(dāng)設(shè)置放大倍數(shù)，可以用普通的萬用表就可以測出輸出電壓的值Vo，根據(jù)公式Vof=-Vo/（1+Rf/R2）得到失調(diào)電壓Vof的值。

　　1.2運放失調(diào)電壓在應(yīng)用電路中的分析

　　根據(jù)圖2所示我們可以知道Vi+=0，Vi-=-Vof，Vo=Vi--（Vin-Vi-）Rf/R2；從而得到考慮失調(diào)電壓后的放大電路輸入輸出的關(guān)系式：Vo=-Vof-（Vin+Vof）Rf/R2。整理上式得到Vo=-Vin*Rf/R2-Vof（1+Rf/R2）。同理我們可以得到同相放大器的輸入輸出關(guān)系式：Vo=Vin（1+Rf/R2）-Vof（1+Rf/R2）。從公式可以看出由失調(diào)電壓Vof產(chǎn)生的誤差電壓輸出與輸入電壓Vin的大小無關(guān)，我們在測量時只要將這部分電壓從總的運放輸出電壓中去除就可以得到完全由Vin輸入信號產(chǎn)生的輸出電壓值。從公式中可以得知當(dāng)輸入電壓Vin=0；Vo=-Vof（1+Rf/R2）。在實際的應(yīng)用電路中，對Vin=0時運放的輸出電壓進(jìn)行采樣就可以得到由失調(diào)電壓產(chǎn)生的輸出值，在實際信號測量中將其減去就可以得到真正的信號放大值。

　　2失調(diào)電壓自動補(bǔ)償方法

　　2.1補(bǔ)償電路硬件設(shè)計

　　以同相放大輸入為例，考慮了運放失調(diào)電壓后放大電路的輸入輸出關(guān)系Vo=Vin（1+Rf/R2）-Vof（1+Rf/R2），實際輸入信號的放大輸出Vin（1+Rf/R2）=Vo+Vof（1+Rf/R2）。我們要得到的失調(diào)電壓產(chǎn)生的輸出值-Vof（1+Rf/R2），這時的Vin必須為0，這樣運放的輸出Vo就是等于失調(diào)電壓產(chǎn)生的輸出值-Vof（1+Rf/R2）。在實際電路測量中，AD在采樣時無法得知輸入信號是否為0，必須在輸入電路中增加短路開關(guān)如圖3，當(dāng)要測量失調(diào)電壓時將開關(guān)閉合到接地點進(jìn)行AD采樣。圖中的開關(guān)可以采用小功率的場效應(yīng)管，當(dāng)然也可以根據(jù)電路工作的實際情況對輸入接地電路進(jìn)行設(shè)計，只要能達(dá)到輸入信號接地同時方便的進(jìn)行切換到信號輸入。

　　2.2補(bǔ)償電路軟件設(shè)計

　　根據(jù)包含失調(diào)電壓的同相放大電路輸出關(guān)系式：Vo=Vin（1+Rf/R2）-Vof（1+Rf/R2）和硬件原理圖。先對輸入接地時對運放的輸出進(jìn)行采樣轉(zhuǎn)換得到失調(diào)電壓的輸出值“-Vof（1+Rf/R2）”，然后再將開關(guān)斷開測量輸入信號（包含失調(diào)電壓）的值。最后對兩個值相加得到真正的輸入信號的電壓值。程序流程如圖4所示。

　　3總結(jié)