Eingabe-Bias-Kompensation für einen Komparator

Ich habe an der Entwicklung eines diskreten Dual-Slope-ADC für die Schule gearbeitet und bin auf ein Problem gestoßen. Das folgende Schema zeigt meine vorgeschlagene Eingangsstufe, einen idealen Integrator, der mit einem Komparator verbunden ist. Ich habe gelernt, dass Sie den Eingangsvorspannungsstrom reduzieren können, indem Sie dem nicht invertierenden Anschluss eines Operationsverstärkers einen Kompensationswiderstand hinzufügen.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Da sich der Kondensator bei Gleichstrom wie ein offener Stromkreis verhält, hätte RC1 vermutlich den gleichen Wert wie R2, aber ich bin mir nicht sicher, wie ich den Eingangsvorspannungsstrom des Komparators kompensieren soll. Folgendes ist mir bisher eingefallen:

Da das Ziel eines Kompensationswiderstands darin besteht, den von den beiden Eingangsanschlüssen gesehenen Widerstand anzupassen, würde ich erwarten, dass RC2 die parallele Kombination des Ausgangswiderstands des Operationsverstärkers und des Eingangswiderstands des Komparators ist. Mit anderen Worten: R C 2 = R Ö ∥ R ich + . Mein Problem ist, dass diese beiden Widerstände schwer vorherzusagen sind.

Fragen:

  • Gibt es eine andere Möglichkeit, den Eingangsvorspannungsstrom für den Komparator zu kompensieren? Ist es nötig?
  • Haben die Eingangs-Offsetspannung und der Eingangsvorspannungsstrom des Komparators einen signifikanten Einfluss auf den Integrator des Operationsverstärkers?
  • Welche anderen Möglichkeiten kann ich kompensieren?

Ich beabsichtige, einen Präzisions-Operationsverstärker und Komparator zu verwenden.

Antworten (1)

Der Eingangswiderstand des Komparators ist der Ausgangswiderstand des Integrators und kleiner als ein Ohm. Die Vorspannungskompensation wäre also die gleiche - wenn Sie überhaupt eine verwenden würden. Bedenken Sie jedoch, dass die Spannung an einem solchen Widerstand extrem klein wäre und durch den Spannungs-Offset des Komparators überschwemmt wird. Auf den Kompensationswiderstand kann also komplett verzichtet werden. So

1) Der Widerstand ist unnötig.

2) Nein. Der Operationsverstärker gibt den Strom aus, der benötigt wird, um die richtige Spannung am Eingang zu erzeugen. Es ist eine der Freuden des negativen Feedbacks.

3) Keine erforderlich.

Wenn Sie "den Widerstand" sagen, beziehen Sie sich auf RC1 oder RC2 als unnötig? Beide?
RC 2. Und je nach Bedarf vielleicht RC1. Angesichts Ihres spezifischen Werts von C und des Ladestroms durch R1 ist es durchaus möglich, dass Vorspannungsströme vernachlässigbar sind - dies müssen Sie jedoch anhand der Details Ihrer Anwendung entscheiden.
Macht Sinn. Es hängt wahrscheinlich von der Abtastfrequenz ab, die ich wähle.
Nein, es ist die Zeit zwischen den Resets des Integrators. JEDER feste Stromfehler in den Integrator erzeugt eine Rampe, die rechtzeitig zur Sättigung des Integrators führt. Daher benötigt jeder reine Integrator, der nicht in einer Rückkopplungsschleife enthalten ist, einen Rücksetzmechanismus. Je größer das Verhältnis von Eingangsvorspannung (nicht Offset) zu Kapazität ist, desto kürzer ist das Rücksetzintervall.
Das ist es was ich meinte. Der Integrator würde nach jeder Abtastperiode zurückgesetzt werden.
Eingabe-Bias-Kompensation für einen Komparator
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