Ausgangsdrift eines funktionsfähigen Integrators

Selbst für Vin = 0 steigt die Ausgangsspannung aufgrund der endlichen Ausgangsoffsetspannung (Eingangsoffset mal Open-Loop-Verstärkung) auf das Maximum (Versorgungsschienen) an. Dies lässt sich für eigenständige Integratoren nicht vermeiden. In vielen Fällen kann ein Widerstand parallel zum Rückkopplungskondensator diesen unerwünschten DC-Ausgang begrenzen. Die entsprechende DC-Ausgangsspannung ist Vin*Acl (DC-Verstärkung im geschlossenen Regelkreis). Gleichzeitig wird aber die integrierende Funktion etwas gestört (für niedrige Frequenzen), weil der Integrator zu einem Tiefpass erster Ordnung geworden ist. daher ist ein Kompromiss hinsichtlich des Widerstandswerts erforderlich (so groß wie möglich und so niedrig wie nötig).

Beachten Sie jedoch, dass dieses Problem NICHT besteht, wenn der Integrator als Teil einer gesamten negativen Rückkopplungsschleife verwendet wird (wie dies bei vielen Regelkreissystemen der Fall ist).

Wie können wir das Abdriften verhindern?

Wenn Sie zum Endspiel gereist sind und den Kondensator ignoriert haben (weil er nur das Unvermeidliche verlangsamt), müssen Sie Folgendes überwinden, um sicherzustellen, dass der Ausgang des Operationsverstärkers auf 0 V (Mittelschiene) bleibt: -

• Das Problem mit der Eingangsoffsetspannung
• Das Problem des Eingangsruhestroms
• Das Problem mit dem Input-Offset-Strom

Dann müssen Sie sicherstellen, dass diese Probleme konstant bleiben und sich nicht mit der Temperatur bewegen.

Um das Problem der Eingangsoffsetspannung zu lösen, müssen Sie einen kleinen DC-Wert von Vin erzeugen, der gleich der Eingangsoffsetspannung des Operationsverstärkers ist. Sobald Sie dies getan haben, müssen Sie sicherstellen, dass die Eingangsruheströme in jedem der Eingänge des Operationsverstärkers gleiche Auswirkungen haben. Dies geschieht normalerweise, indem in jede Verbindung gleiche Widerstandswerte eingesetzt werden, und da -Vin einen Widerstand von "R" hat, muss ein Wert von "R" in Reihe mit +Vin geschaltet werden.

Sobald dies erledigt ist, müssen Sie mit der Fehlanpassung der Eingangsvorspannungen (als Eingangsoffsetstrom bezeichnet) fertig werden und den Widerstand, der früher als "R" bezeichnet wurde, um einen Betrag einstellen, um die Spannungsdifferenz, die jeder Eingangswiderstand erzeugt, auf Null zu bringen.

Nachdem Sie dies alles getan haben, müssen Sie die Widerstände so manipulieren, dass sie Temperaturänderungen in diesen Offsetströmen entgegenwirken, und den kleinen DC-Wert (von Vin) manipulieren, da sich die Eingangsoffsetspannung auch mit der Temperatur ändert.

Wenn Sie alle oben genannten Schritte durchführen, unabhängig davon, ob Sie einen Rückkopplungskondensator haben oder nicht, halten Sie den Ausgang auf 0 V (ignorieren Sie die an den Eingängen vorhandenen Rauschspannungen und die Langzeitdrift im Zusammenhang mit Alterung und mechanisch induzierter Hysterese). Sie müssen auch den Auswirkungen von sich mit der Zeit und Temperatur ändernden Widerstandswerten sowie dem Leckstrom des Kondensators (und dessen Änderung im Laufe der Zeit) entgegenwirken.

Warum passiert das?

Das sollte jetzt klar sein.

**It assumes you are aware of the limitations of your OpAmp;**

• Wenn dies der Fall ist, MUSS der Gleichtakteingangsbereich für eine Einzelversorgung auf Masse sein. Oder verwenden Sie eine geteilte Versorgung.
• Vio (Eingangsoffsetspannung) (dVout/dt = Ic/C= Av*Vio/R1*C)
• Iin (Eingangsruhestrom * R1 addiert zu Vio) Andernfalls driftet der Ausgang.

Rufen Sie die Spezifikationen für Vio und Iio ab und fügen Sie R zu Vin+ hinzu, um R an die Null-Iin-Offsetspannung anzupassen.

Verwenden Sie dann das feste R und den kleinen Trimpot, um den 0uV-Offset bei Vin+ abzustimmen. Verwenden Sie einen Operationsverstärker mit sehr niedrigem Vio-Offset und Rail-Rail-Ausgang (optional)

Fügen Sie dann den 74HC4066-Schalter hinzu, um Vcap zum Zurücksetzen zu entleeren (optional oder verwenden Sie MOSFET für eine einzelne Versorgung).

• Am wichtigsten Verwenden Sie nur Kunststoffkappen für Kappen mit geringer Leckage, da Keramik undicht ist
  • zB Polypropylen, Polyester, "Polyanything" oder Teflon oder Silberglimmer für winzige Kappen

dann können Sie möglicherweise 0 V für einige Minuten aufrechterhalten ... nach all dem