SPICE偏移电压

bonniebakerti | 2013-07-22 09:30:11 阅读：1221

作者：Bruce Trump ，德州仪器 (TI) 2012年10月15日

偏移电压对电路产生什么样的影响，并不总是那么清楚。DC偏移很容易通过SPICE进行模拟，但是运算放大器宏模型仅预测一个元件偏移电压的影响。那么，器件之间存在的差异呢？

改进型Howland电流源电路（图1）为我们提供了一个好例子。其两个输入端的反馈让我们感到疑惑的是，运算放大器的输入偏移电压（VOS）如何促使误差产生。OPA548是一种强大的功率运算放大器，其拥有5A最大输出，60V电源供电能力，常常用于Howland电路中。但是，其10mV最大偏移电压如何影响该电路的输出电流呢？

在我们模拟以前，这是一个实践SPICE最佳使用方法的机会。你对输出电流与10mV输入偏移电压一起有什么看法呢？

偏移电压被建模为一个与输入端之一串联的电压源。因此，在SPICE中，我们可以只插入一个与输入端之一串联的DC源。通过V1和V2输入连接至接地，在理想情况下，我们希望获得零输出电流，但是偏移电压会提供一个小输入。利用VX=0和VX = 10mV，进行一次DC模拟。注意VX变化带来的输出电流“变化”。可能还有其它偏移源，因此这两个VX值输出电流的增量表明了偏移电压的误差贡献度。当然，这种偏移也可能为负。

这种模拟中VX=0的输出偏移来自OPA548宏模型中包括的偏移电压（2.56mV），并且不会成为额外的误差贡献者。大多数我们的宏模型都有一个约等于典型偏移电压值的偏移电压。在一些电路中，其它输出偏移源可能来自输入偏移电流及（或）输入偏移电流，会成为总偏移额外的贡献者。

你预测的输出偏移电流呢？改进型Howland基本为一个差分放大器（一个运算放大器周围有4个电阻器），并有一个后添加电阻器，即R5。这种单位增益差分放大器（电阻相等），使输入差分电压（V2-V1）强加于R5，所产生电流流至负载。但是，偏移电压直接施加于非反向输入，并被放大+2，其就像一个非反向放大器（G=1+R2/R1）。因此，10mV偏移电压在R5形成20mV电压，从而产生20mA输出电流偏移。-10mV偏移会形成-20mA输出电流（由负载灌入电流）。

好的，可能你马上就明白了，也可能还不理解。不管怎样，SPICE都可以为你提供模拟证明，或者给出问题的答案。

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