Wir entwerfen eine Schaltung mit invertierenden Eingängen in der Größenordnung von Millivolt. Ziel ist es, einen Verstärker zu bauen, damit das Signal auf einen digitalen Pegel (3,3 V) angehoben werden kann.
Nun stellt sich die Frage: Was passiert, wenn das invertierende Signal unterhalb des Eingangs-Offsets liegt? Wie verhält sich die Verstärkung des Operationsverstärkers? Wird es vorhersehbar sein?
Diese Schaltung ist Teil eines Drucksensors. Wenn also der Wandler mit einer Auflösung von beispielsweise 10 mV pro Hg Druckdifferenz ausgelegt ist, müssen wir dann die Eingangsoffsetspannung berücksichtigen?
Eine andere verwandte Frage ist, ob die CMRR auch ein Kriterium in diesem Design wird.
Bitte helfen Sie.
Der Eingangs-Offset hat wenig mit der Verstärkung des geschlossenen Regelkreises zu tun, solange der Eingangs-Gleichtakt innerhalb der Spezifikation des Operationsverstärkers liegt. Es ist wahr, einige Operationsverstärker machen seltsame Dinge, wenn der CM-Bereich überschritten wird.
Da Ihr Eingang in mV ist und wenn Sie beabsichtigen, dass dies ein digitales Signal ist, beträgt der letztendliche Ausgang 3,3 V. Sie können den Eingang vorspannen, um sicherzustellen, dass die CM-Grenzen nicht verletzt werden, unabhängig vom Eingangs-Offset.
Es gibt Opamp-Topologien, mit denen Sie den Offset ausschalten können, obwohl jeder Offset mit Zeit und Temperatur driften kann, sodass dies möglicherweise nicht das ist, was Sie möchten.
Chopper-Verstärker oder selbstkalibrierende Operationsverstärker werden verwendet, wenn Sie Offsets vollständig eliminieren möchten.
Heutzutage sind viele Operationsverstärker mit Offsets in Mikrovolt erhältlich, sodass Sie keine Probleme haben sollten, einen zu beschaffen.
Es ist unmöglich, eine genaue Antwort zu geben, da Sie nicht angeben, welchen Sensortyp Sie verwenden. welche Leistung es erzeugt, welchen Druckbereich Sie messen möchten, welche Genauigkeit und ob Sie nur positive Drücke wollen. Aus diesem Grund werde ich den Hauptteil Ihrer Frage beantworten: "Was passiert, wenn der Eingangsversatz die Größe des Signals überschreitet?"
Die einfache Antwort ist, dass der Ausgang gesättigt wird, sich auf den maximalen (oder minimalen) Ausgang klemmt und dort bleibt. Einige Operationsverstärker verhalten sich seltsam, wenn der Ausgang gesättigt ist, zB erhalten sie plötzlich eine Phasenverschiebung von 180 Grad (eine positive Klemme wird plötzlich zu einer negativen oder umgekehrt).
Mein Vorschlag wäre, Ihren Operationsverstärker sorgfältig auszuwählen, um den Offset zu vermeiden.
Der Vorschlag einer differentiellen Opamp-Konfiguration, die von anderen angeboten wird, ist irreführend. Sie benötigen dies nur, wenn Ihr Sensor ein Signal erzeugt, das ohne Vorspannung entweder positiv oder negativ sein kann.
Wenn Sie höchste Genauigkeit wünschen, sollten Sie einen Instrumentenverstärker in Betracht ziehen, der Ihnen viel höhere Verstärkungen ermöglicht, also weniger Verstärkungsstufen und einen niedrigen Eingangs-Offset.
Quark
Jim Dearden
Venkata Rahul S
Tony Stewart EE75