差分运放误差分析

差分运放误差分析

运放输入电压-+u u ,，失调电压V IO ，开环差模电压放大倍数 A vd >105，输入偏置电流

-+i i ,

对多输入和、差电路：运放输入阻抗设计值为R ，实际值R +,R -相对误差-δ

3

213343

323134333234313434334424132

4

1324242

4

2

4

131********

3)()()()()()()()()1()(1)1()()()

()(

)()11(

)11(R )1(1111111R R R R u R u R i I u R R A u V u R R

R i R u R i R u u R R A u V u R R

A u V R R R i R u u R i R u u R R

R R R R R R A u V R i R u R u R i R u R u V u u A u R i R u R u u R i R u R u u R u

R u R u R R u R u R u R u u R u u i R u

R u R u R R u R u R u R u u R u u i R R R R R R R R ref n i IO og vd o IO o ref n i og vd o IO o vd o IO ref og n i o vd o IO ref og n i o IO vd o ref og n i o

ref og ref og ref og n i o n i o n i o +

---++

--+++

+--++-+---++-+-

--+++-

---

-

-++

++++-+-+--+∑∑∑∑∑∑

∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑---+++=∆-+--++

=∆+=--+--++=+=+=-+--+--=-+=-+=-+=+-+=-+-=

-+=+-+=-+-=+=+=+=δδδδδδδδ即的相对误差为相对即

对差分电路，输入差分电压ref n i n i u u u -=∆，输出差分电压og o o u u u -=∆：

ref IB IO og vd o IO ref IO og vd o IO n i o ref n i IO og vd o IO o ref n i IO og vd o IO o u K R I I u R R A u V u K R i I u R R A u V u K u u u K R i I u R R A u V u R R

R R K R R R R R R K R R R R u R u R i I u R R A u V u 21133343

21133343

1321133343

21

211321231

3

133

213343

)()()()()()()(1)1()()()(δδδεδδδεε

δδδδδδδ+++++

≤+-+++=+∆-=∆-∆--+++

=∆+=+==

---+++=∆-+

--+

--+

+-+-+---+即 对普通共地运放，u og =u ref =0,

33

)()(R I I R R A u V IB IO vd o IO -+

+++

≤δε 当电阻精度为δ，则δδδδδδ4,4,22134≤≤≤-

ref IB IO og vd o IO u K R I I u R R A u V δδδε1333

4)2(4)(+++++

≤+

选择R3=R4,R1=R2为相同温度系数的电阻，相同偏大或偏小方向的阻值，且保持温度一致，则δδδδδδ≤≤≤-2134,,

ref IB IO og vd o IO u K R I I u R R A u V δδδε1333

)()(+++++

≤+

ref IO og IO

IO vd

o

IO IB u K R I u R R V V A u I I i 21133343

δδεδδ+++≤≤+

---《《

例：LM224运放，V IO =7mV ，I IO =0.1uA ，I IB =0.3uA ，R1=R2=2040K ，R3=R4=10K, u ref =310V, u og =0V, u o =0V ,R +=R -=9.95K ，K13=0.49%

mV V K uA mV 3.23310*01.0*%49.010*1.0005.1*7=++≤ε

δδδδδδδδδ)(1

)()(1)(1

)()1)(()()()1()()(2

4213

34242143241334331343313134331343∑∑∑

∑∑∑∑∑-+-+-+

+

+--

++

--++-++++=-+-∆-++++=-+--++=++-+++++-+∆-=∆++-+-++

=∆i R u R u I R K u V R u R u R u u i R u R u I R K u V R u R u R u R u i I R K u V R u R u R u R u u R R

K u V u K R R R i i u K u u K R R R i i u K u R R K u V u ref og os o os ref n i og

o ref og os o os ref n i og o os o os ref og n i o og o os ref n i o ref n i og o os o

24132424131324

13213

3424213

341

3

4342121

)()1)(()1)((

1

)()(1

)(),1(),1(δδδδδδδδ

δδδ-+-+-+-+++=++-++-+++=-+-∆-++++=-+-∆=+=+=∑∑∑i i I R

K u V R u R u R u R u i i I R

K u V R u R u R u u i R u R u I R K u V R u R u R u u R R K R R R R os o os ref og n i o os o os ref n i og

o ref og os o os ref n i og

o r