цифровая электроника
вычислительная техника
встраиваемые системы

 
» » Моделирование изменения напряжения смещения операционного усилителя

Моделирование изменения напряжения смещения операционного усилителя

Автор: Mike(admin) от 28-10-2020, 07:15

В настоящее время существует много операционных усилителей с типичным напряжением смещения, которое очень мало по сравнению со стандартными требованиями системы. Если один из этих операционных усилителей вписывается в бюджет проекта, у нас не будет необходимости учитывать напряжение смещения в процессе проектирования.


Однако иногда этот неидеальный аспект работы операционного усилителя может заметно повлиять на характеристики схемы. Наша цель в этой статье – представить метод анализа эффектов напряжения смещения с помощью SPICE-моделирования.


Схема, которую мы будем использовать в качестве примера – это прецизионная схема подкачки заряда. На следующем рисунке представлена эта схема и теоретические отношения ввода-вывода.


Моделирование изменения напряжения смещения операционного усилителя

Неизбежные несовпадения компонентов внутри операционного усилителя приводят к тому, что дифференциальный вход 0 В создает ненулевое положительное или отрицательное выходное напряжение. Входное напряжение смещения – это напряжение, которое вы должны подать на одну из входных клемм, чтобы компенсировать рассогласование и, таким образом, достичь выхода 0 В для входа 0 В.


Смещение напряжения вызывает проблемы, потому что оно заставляет операционный усилитель отклоняться от идеализированной модели, которая дает лучшие результаты и более удобна для пользователя. Кроме того, серьезность этого отклонения не может быть предсказана с высокой точностью: документация может описывать напряжение смещения, используя одно число, только если оно относится к типичному или максимальному напряжению смещения. Чтобы получить более полное представление о поведении напряжения смещения, вам необходимо взглянуть на распределение, полученное при описании множества устройств (с одинаковым наименованием компонента).


В документации на AD8606 представлен следующий график, который поможет нам понять распределение значений напряжения смещения для этого компонента.


Моделирование изменения напряжения смещения операционного усилителя

Форма распределения напоминает форму нормального (или гауссовского) распределения, и это неудивительно, потому что мы ожидаем нормального распределения, когда на измеренное значение влияют несколько случайно изменяющихся параметров.


Если мы хотим включить напряжение смещения в анализ схемы, мы добавляем источник постоянного напряжения последовательно с положительной или отрицательной входной клеммой операционного усилителя. В результате получится схемная модель, которая будет выглядеть примерно так:


Моделирование изменения напряжения смещения операционного усилителя

Оранжевый операционный усилитель – это идеальный операционный усилитель или, по крайней мере, операционный усилитель без напряжения смещения. Красный операционный усилитель представляет собой «более реалистичный» операционный усилитель, который мы создали, объединив идеальный операционный усилитель с источником постоянного напряжения. Значение источника напряжения обычно будет типичным напряжением смещения или максимальным напряжением смещения, если вам нужно выбрать одно значение. В SPICE моделировании мы можем выбрать много разных значений.


При моделировании в LTspice для получения изменений значений, например, сопротивления, соответствующих допуску резистора, можно использовать функцию Монте-Карло (сокращенно mc). Однако функция mc производит случайные числа в соответствии с равномерным распределением. Нам нужны случайные числа с нормальным распределением, поэтому вместо этого мы воспользуемся функцией Гаусса. Схема выглядит следующим образом.


Моделирование изменения напряжения смещения операционного усилителя

Мы намерены здесь проанализировать только влияние напряжения смещения. Все резисторы настроены на свои номинальные значения без каких-либо допусков, и операционный усилитель является идеальным однополюсным операционным усилителем LTspice, а не макромоделью, соответствующей реальному компоненту. Мы хотим, чтобы напряжения смещения отражали изменение, которое мы можем увидеть в реальном операционном усилителе, и, поскольку мы использовали AD8606, то будем использовать характеристики напряжения смещения AD8606. Другими словами, мы попытаемся аппроксимировать распределение напряжения смещения, представленное гистограммой, которую мы рассмотрели ранее в данной статье.


В документации на AD8606 указано типичное значение напряжения смещения 20 мкВ, поэтому мы использовалм это значение в качестве номинального значения для источников напряжения, представляющих напряжение смещения. Аргумент, переданный функции гаусса – это стандартное отклонение случайно сгенерированных чисел. Таким образом, значения напряжения смещения определены как (20 мк + гаусс (50 мк)), что означает гауссово распределение со средним значением 20 мкВ и стандартным отклонением 50 мкВ.


Эта комбинация среднего и стандартного отклонения приводит к распределению, которое достаточно согласуется с гистограммой, полученной для AD8606. Этот же метод можно использовать для аппроксимации спецификаций напряжения смещения для любого операционного усилителя, который имеет приблизительно нормальное распределение значений напряжения смещения – вы просто изменяете среднее значение и/или стандартное отклонение по мере необходимости.




© digitrode.ru


Теги: операционный усилитель, LTspice




Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий
Цитата
  • Dsew

  • 25 ноября 2020 06:00
  • Группа: Гости
  • ICQ:
  • Регистрация: --
  • Статус:
  • Комментариев: 0
  • Публикаций: 0
^
------
[url=https://xn--80adbhccsco0ahgdgbcre0b.xn--p1acf/] [/url]


, , .


------
100


...


------
[url=https://vio-shop.ru/koreyskaya-kosmetika/] [/url]


..


------
[url=https://soc-proof.su/promo/vklikes/] [/url]


!


------
https://lolz.guru/threads/1746116/


!


------
[url=https://1kwt.com/station/podbor/] [/url]





------
[url=https://swaplab.io/] [/url]


:) , )))


------
[url=https://smmprime.com/] [/url]


......


------
[url=https://pokerdom-mirror.site] [/url]

:!


------
mr bit
Цитата
  • Racop

  • 26 ноября 2020 22:02
  • Группа: Гости
  • ICQ:
  • Регистрация: --
  • Статус:
  • Комментариев: 0
  • Публикаций: 0
^
[url=https://msk-stabilizator.ru/cat.php?cat=gasboiler] [/url] https://msk-stabilizator.ru