失调电压与开环增益你了解它们吗

作者：Bruce Trump ，德州仪器 (ti)
失调电压与开环增益—它们是表亲
所有人都知道失调电压，对吧？在图 1a 所示最简单的 G=1 电路中，输出电压是运算放大器的失调电压。失调电压被建模为与一个输入端串联的DC电压。在单位增益中，G=1 时，失调电压直接传递至输出。在右侧高增益电路中，输出电压为1000∙Vos，没错吧？


好吧，差不多是这样，但不完全。理解这种“不完全”，可帮助你了解你运算放大器电路的误差。
在第一种情况下，输出电压非常接近基准电源（我们假设±电源）。它是我们定义和测试失调电压的输出电压。但在第二种情况下，输出电压可能为几伏，其假设失调电压为几毫伏。这要求在运算放大器输入端有少量额外差分电压，以形成输出摆动（具体根据该放大器的开环增益）。让我们来进行一些具体的计算：
如果DC开环增益为100dB，则其相当于1/10^(100dB/20) = 10uV/V。因此，每从基准电源输出摆动1伏，输入电压必须改变10uV。可把它看作是随DC输出电压变化的失调电压。输出摆动9伏，其变化为90uV。或许，这种变化对于你的电路来说不足为道，也可能会有影响。
重点是，把有限开环增益看作是随输出电压变化而变化的失调电压，可为估计误差提供一种直观的方法。另外，这种误差的特性也有关系。为了测试失调电压和开环增益，我们使用一种特殊的双运算环路。利用它，我们可以控制输出电压，并测量失调电压。如果我们从全输出范围整体来看输出电压，这种失调电压变化情况看起来有点像图2。

请注意，最大的失调电压变化往往出现在输出极值时，接近正负轨。运算放大器“全力”产生其最大输出。在中间部分，增量开环增益更高，然后下降接近轨附近的输出。正如对电路所做的计划那样，确实是这种情况。当你把运算放大器推向其摆动极限时，失调电压会更剧烈地上升。
并非所有运算放大器制造商对AOL的规定都相同。我们的精密运算放大器经过开环增益测试，在一个较大的输出摆动范围求其平均值，以实现良好的线性运行（图2中红色线条）。它的规格表如下：

当运算放大器超负荷工作时（形成更大的失调电压），输出摆动更接近轨。有时，我们所列出的输出摆动会不同于表A。例如，表B的输出摆动表明了输入过大的输出电压。在我们运算放大器开发组，它被戏称为“冲撞规格”，意思是输入过大，一路冲撞到轨。

两种规格都有用，具体取决于你应用的要求。关键是理解并小心解读各种规格。