РАЗДЕЛ 3: Усилители для нормирования сигналов
Анализ бюджета ошибок усилителя на постоянном токе
На Рис.3.17 показан анализ бюджета ошибок операционного усилителя ОР177 при комнатной температуре. Усилитель с коэффициентом усиления 100 находится в инверсном включении. Предполагается входной сигнал, равный 100 мВ, и соответствующий ему выходной – 10 В. Источники ошибок нормализованы к верхнему пределу и выражены в миллионных долях (parts per million - ppm).
Заметим, что ошибки от VOS и IOS и ошибка усиления от конечной величины AVOL могут быть учтены с помощью системной калибровки. Однако ошибку из-за нелинейности РКП учесть калибровкой нельзя, и она дает ошибку относительной точности, часто называемую ошибкой разрешения. Шум 1/f является другим источником вклада в ошибку разрешения. Шум этого типа всегда присутствует в системе и дает свой вклад в неопределенность измерения. Полная относительная точность цепи при комнатной температуре составляет 9 ppm, что приблизительно эквивалентно разрешению в 17 бит.
10KΩ
VIN 100Ω |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МАКСИМАЛЬНАЯ ОШИБКА, +25°С: VIN = 100 мВ, VOUT = 10 В, |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
– |
VOUT |
VOS |
10 мкВ 100мВ |
100 ppm |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
+ |
|
|
|
|
|
IOS |
100Ω·1 нА – 100 мВ |
1 ppm |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
RL |
AVOL |
(100/5·106)х100 мВ |
20 ppm |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2KΩ |
|
|
|
||
нелинейность. |
100х0.07 ppm |
7 ppm |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
99Ω |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
AVOL |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.1 .. 10 Гц |
200 нВ – 100 мВ |
2 ppm |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СПЕЦИФИКАЦИЯ @ 25°С: |
Общая |
≈ 13 разрядов |
130 ppm |
|||||||||||||||
ошибка |
||||||||||||||||||
VOS = 10 мкВ [макс.] |
|
|
||||||||||||||||
Ошибка |
≈ 17 разрядов |
9 ppm |
||||||||||||||||
IOS = 1 нА [макс.] |
разрешения |
|||||||||||||||||
AVOL = 5·106 [мин.] |
|
|
||||||||||||||||
Нелинейность AVOL = 0.07 ppm Шум 1/f 0.1 .. 10 Гц = 200 нВ
Рис.3.17. Бюджет ошибок по постоянному току прецизионного ОУ ОР177А.
©АВТЭКС Санкт-Петербург (812) 567-7202, http://www.autexspb.da.ru, E-mail: autex@newmail.ru Автор перевода: Горшков Б.Л.
3-16