模拟运算电路误差分析
模拟运算电路误差分析是确保电路性能的关键步骤。以下是影响模拟运算电路运算误差的主要因素及其简要分析:
1. 运放参数非理想性 :
开环增益(Kd) 、 输出阻抗(Rd) 、 共模抑制比(CMRR) 、 输出电压(Uo) 、 输入电流(Id) 和 输出电流(Io) 是影响运算误差的主要参数。
通常,为了减小运算误差,我们希望Kd、Rd和CMRR尽可能大,而Uo和Io尽可能小。
2. 运放噪声和外围电阻噪声 :
噪声可能来源于运放内部或外围电路的电阻。
可以通过求偏导的方法根据运算电路的输出表达式来计算由电阻阻值误差引起的运算误差。
使用温度系数小的精密电阻,并可能设置调节环节来补偿误差。
3. 运放参数随工作频率变化 :
反馈网络通常由无源元件组成,选择高稳定性的元件可以提高电路增益的稳定性,从而抑制参数变化引起的误差。
4. 开环增益(AVD)和输入阻抗(Rid) :
当AVD和Rid有限时,会对运算电路产生偏差。
AVD和Rid越大,运算电路的闭环增益越接近理想值,从而减小偏差。
5. 共模抑制比(KCMR) :
当KCMR有限时,也会引入偏差。
KCMR越大,偏差越小,运算电路的性能越接近理想状态。
6. 输入失调电压(VIO)和输入失调电流(IIO) :
当VIO和IIO不为零时,会导致输出电压产生偏差。
这些参数可以通过定义来计算其对输出的影响。
为了减小运算误差,设计时应考虑以上因素,并采取相应措施,如选择合适的元件、优化电路布局、使用噪声抑制技术等。这些措施有助于提高模拟运算电路的性能和可靠性。
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