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如何计算应用中的真正 Vos

电子设计 来源:德州仪器 作者:德州仪器 2022-01-28 09:04 次阅读

作者:Tim Green 德州仪器

在过去的几个月里,我见过至少四次人们对运算放大器的“真正 Vos”产生错误理解。

图 1 显示的是 OPA363 运算放大器的威廉希尔官方网站 参数,这是一款 1.8V 至 5.5V 的单电源运算放大器,具有 7MHz 的单位增益带宽以及 5V/us 压摆率。我在下表中用方框圈出了 OPA363 的真正 Vos。

不是真的!OPA363 的真正 Vos 直接取决于在应用环境中的使用方式!

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图 1

我们来看一下如何计算应用中的真正 Vos,并确保设计满足威廉希尔官方网站 规范。

造成直流失调电压的主要原因是:

1) Vos_drift(Vos 随温度的变化相应变化)

2) Vos_PSRR(电源抑制比造成的 Vos)

3) Vos_CMRR(共模抑制比造成的 Vos)

4) Vos_initial(出厂测试条件下的 Vos)

Vos 的每个影响因素都有正量级和负量级。我们进行初步计算时假定它们都处于正极性。

图 2 利用图 1 中得到的信息来计算由最终应用所引起失调电压的各个影响因素。有必要解释一下针对 Vos_initial 的出厂测试条件,如图 2 所列。

Vos_drift 由最终应用与 25 摄氏度之间的温差计算得出。

在计算 Vos_PSRR 时应注意最终应用中的电源与 Vos_initial 测试电源的区别。

Vos_CMRR 要求将 CMRR 规范(单位 dB)转换为线性衰减规范(单位 uV/V)。

现在,我们得到了最终应用中真正 Vos 的所有影响因素。

pYYBAGHVZuSALIdCAAFH8wUniYI798.png

接下来我们应当如何处理每个 Vos 影响因素呢?

所有产品说明书参数的获取方法相同,通常是对不同工艺下部件的典型高斯分布进行 +/-3Σ 截断。因此,对每个影响因素进行和的平方根计算就可以得到 Vos_total _RSS。

RSS 总数暗指 +/- 3Σ 覆盖范围,也可以解释为应用中所用器件总数的 99.7% 都将小于或等于计算出的 Vos_total_RSS。这也意味着 0.3% 的部件会大于所得到的 Vos_total_RSS。

如果希望得到保守的设计裕度,我们可以将所有误差相加得出 Vos_total_max。

pYYBAGHVZxaAdh3-AAFTi-w7wAQ489.png

图 4 对我们的真正 Vos 研究进行了总结。无论使用 Vos_total_RSS 还是 Vos_total_max,都应记住总值可能是正极也可能是负极,如图 4 所示。

pYYBAGHVZ0iAXJvQAAC_I3PlGr0338.png

希望您能够在设计下个应用时将真正 Vos 问题纳入考虑范围,从而避免产品在进入量产阶段时出现任何意外情况。

如欲了解有关统计数据和运算放大器噪声问题的更多详情,敬请查阅我上司 Art Kay编写的《运算放大器噪声》,此书于 2012 年由 Newnes 出版社出版。

审核编辑:彭菁

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