Wie korrigiere ich die Offset-Spannung von Operationsverstärkern, die keine expliziten Offset-Null-Pins haben?

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Nicht alle Operationsverstärker unterstützen explizit Offset-Null, aber alle Operationsverstärker haben eine Offset-Spannung.

Das ist genau meine praktische Schaltung:

Nicht invertierender Verstärker mit TL084

Wie korrigiere ich die Offsetspannung von TL084 in dieser Schaltung?

(Datenblatt: TL084 )

hkBattousai
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Verwenden Sie einen besseren Operationsverstärker. Der TL084 ist alt und ehrlich gesagt ein bisschen Quatsch.
Connor Wolf
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@FakeName Aber es ist leicht auf dem lokalen Markt zu finden, billig, hat eine hohe Eingangsimpedanz. Ich kann opamp nicht für meine Hobbyprojekte kaufen. Sogar die Versandkosten betragen mehr als 40 $.
hkBattousai
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@FakeName, komm und sei ein Ingenieur in der Türkei, du wirst hkBattousai verstehen.
Abdullah Kahraman
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Können Sie keine kostenlosen Muster von Herstellern in die Türkei schicken lassen? Es ist sehr einfach, kostenlose Muster nach Deutschland zu schicken, und es ist ziemlich unkompliziert, sie in Litauen zu bekommen, das auf einer "schwarzen Liste" der osteuropäischen Hersteller steht.
Miceuz
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@miceuz Was bedeuten die Beispiele, wenn Sie es sich nicht leisten können, sie zu importieren? Muster gelten in diesem Fall nur für die Hobbyprojekte. Wie schwer fällt es Ihnen beispielsweise, ein SMPS in der Türkei zu entwerfen? Nun, es ist wirklich schwer.
Abdullah Kahraman

Antworten:

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Es gibt eine Reihe von Methoden, mit denen eine Offset-Spannungskompensation durchgeführt werden kann.

Die beste Methode variiert mit der Anwendungsschaltung, aber auch alle anderen

  • Anlegen eines variablen Stroms an einen Schaltungsknoten

  • oder die Spannung eines Knotens variieren, mit dem ein Schaltungselement verbunden ist.

Die unten beschriebenen Methoden können einfach auf Ihre Schaltung angewendet werden

  • Hinzufügen eines Teilers und Potentiometers am Bodenende Ihres R2.
    Die Benutzerfreundlichkeit dieses Verfahrens wird verbessert, indem der Potentiometerspannung ein Teiler mit zwei Widerständen hinzugefügt wird, wie nachstehend erläutert wird.

  • Oder ein Widerstand von beispielsweise 100 kOhm vom invertierenden Eingang des Operationsverstärkers kann von einem 10 kOhm-Potentiometer gespeist werden, das an +/- 15 V angeschlossen ist. Dadurch wird ein kleiner Strom in den Knoten eingespeist, der eine Offset-Spannung verursacht.

Die Strominjektion erfolgt effektiv an einem Punkt mit hoher Impedanz und die Spannungseinstellung an einem Punkt mit niedriger Impedanz, aber beide Methoden sind funktionell äquivalent. Das heißt, das Einspeisen eines Stroms bewirkt, dass er in verwandten Schaltungen fließt und eine Spannungsänderung bewirkt, und das Einstellen der Spannung bewirkt, dass sich die Stromflüsse ändern.

Um eine Offset-Spannung durch Einspeisen eines Stroms zu kompensieren, können Sie eine einstellbare Spannung von einem Potentiometer über einen hochohmigen Widerstand an einen geeigneten Schaltungsknoten anlegen. Um eine "Masse" -Spannung einzustellen, an die ein Widerstand angeschlossen ist, können Sie ihn an ein Potentiometer anschließen, das beide Seiten der Masse variieren kann.

Das folgende Diagramm zeigt eine Methode. Hier würde sich Rf normalerweise mit Masse verbinden.

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Wenn R1 ein Kurzschluss und R2 ein offener Stromkreis ist, wird die gesamte Änderung der Potentiometerspannung an das Ende von Rf angelegt. Dies verursacht zwei Probleme.

  • Der äquivalente Widerstand von Rf (gleich Rf / 4) addiert sich zu Rf und verursacht Verstärkungsfehler. Für einen kleinen Fehler müsste der Potentiometerwert klein sein, oder Rf müsste um den gleichen Betrag reduziert werden.

  • Bei kleinen Offset-Spannungseinstellungen wird die Einstellung des Potentiometers schwierig und der größte Teil des Potentiometerbereichs wird nicht verwendet ...

Das Hinzufügen von R1 und R2 überwindet beide Probleme.

R1 und R2 teilen Änderungen der Potentiometerspannung durch das Verhältnis R2 / (R1 + R2) auf. Wenn zum Beispiel eine Änderung von +/- 15 mV erforderlich ist, kann das Verhältnis von R1: R2 etwa 15 V: 15 mV = 1000: 1 betragen.

Der effektive Widerstand des Teilers R1, R2 beträgt R1 und R2 parallel oder ungefähr = R2 für große Teilungsverhältnisse.

Wenn der Widerstand von R2 im Verhältnis zu Rf klein ist, werden minimale Fehler verursacht.

Wenn Rf beispielsweise 10 kOhm beträgt, verursacht ein Wert von R2 = 10 Ohm einen Fehler von 10 / 10.000 = 0,1%.

Maxim schafft es, dies in der folgenden Abbildung mit weniger Worten auszudrücken.

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Wenn R1 und R2 einen 1000: 1-Teiler bilden, beträgt R1 ungefähr 10 Ohm x 1000 = 10 kOhm.

Die Verwendung eines Potentiometers von beispielsweise 50 kOhm führt zu einem äquivalenten Widerstand von etwa 12,5 kOhm im Mittelpunkt, der anstelle von R1 verwendet werden kann.

Die Schaltung wird: R2 = 10 Ohm, R1 = Kurzschluss, Potentiometer = 10 kOhm linear.

Die obige Schaltung ist dem nützlichen Maxim Application Note 803 - EPOT Applications: Offset Adjustment in Operationsverstärkerschaltungen entnommen, der viele andere anwendbare Informationen enthält.


In seiner Antwort verwies Miceuz auf NatSemis AN-31 Seite 6 und 7 .

Es überrascht nicht, dass die Schaltkreise dort die gleichen Methoden auf das anwenden, was ich oben und in der Maxim-App-Notiz beschrieben habe , aber die Diagramme sind erklärender, deshalb habe ich sie hier kopiert.

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Russell McMahon
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@Peter Mortenson - dieser Beitrag war fast 3 Jahre lang hier, bis du dich dazu entschlossen hast, dich damit herumzuschlagen. Nützliche technische Änderungen sind in Ordnung. Änderungen für Stil und Vorlieben, von denen einige sprachlich inkorrekt oder fragwürdig sind, werden nicht gewürdigt. Ich füge genug Tippfehler hinzu, um den durchschnittlichen Pedanten bei Laune zu halten. Eine Neuformatierung, damit IMHO-Informationen verloren gehen oder nur aufgewühlt werden, scheint nicht die optimale Nutzung Ihrer Zeit zu sein. Ich habe mir einige Ihrer Antworten angesehen - Sie scheinen sich auskennen - ich hätte gedacht, Sie könnten Ihre Zeit besser für neue Antworten verwenden als für das Aufwärmen meiner Pontifikationen
Russell McMahon
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Dieser Link hat es geklärt. In der Regel müssen Sie eine Korrekturspannung in einen der Eingänge einspeisen.

Dieses PDF enthält Informationen zur invertierenden und nicht invertierenden Konfiguration (Abbildungen 18 und 19).

miceuz
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Die Links sind tot.
Aaron