最常遇到的一個應(yīng)用問題是在交流(AC)耦合運(yùn)算放大器或儀表放大器電路中沒有提供偏置電流的直流(DC)回路。在圖1中,一只電容器與運(yùn)算放大器的同相輸入端串聯(lián)以實(shí)現(xiàn)AC耦合,這是一種隔離輸入電壓(VIN)的DC分量的簡單方法。這在高增益應(yīng)用中尤其有用,在那些應(yīng)用中哪怕運(yùn)算放大器輸入端很小的直流電壓都會限制動態(tài)范圍,甚至導(dǎo)致輸出飽和。然而,在高阻抗輸入端加電容耦合,而不為同相輸入端的電流提供DC通路,會出現(xiàn)問題。 實(shí)際上,輸入偏置電流會流入耦合的電容器,并為它充電,直到超過放大器輸入電路的共模電壓的額定值或使輸出達(dá)到極限。根據(jù)輸入偏置電流的極性,電容器會充電到電源的正電壓或負(fù)電壓。放大器的閉環(huán)DC增益放大偏置電壓。
這里常見一種簡單的解決方案,是在運(yùn)算放大器輸入端和地之間接一只電阻器,為輸入偏置電流提供一個對地回路。為了使輸入偏置電流造成的失調(diào)電壓最小,當(dāng)使用雙極性運(yùn)算放大器時,應(yīng)該使其兩個輸入端的偏置電流相等,所以通常應(yīng)將R1的電阻值設(shè)置成等于R2和R3的并聯(lián)阻值。
類似的問題也會出現(xiàn)在儀表放大器電路中,這類問題也會出現(xiàn)在變壓器耦合放大器電路中,這里,在每一個輸入端和地之間都接一個高阻值的電阻器。這是一種適合雙電源儀表放大器電路的簡單而實(shí)用的解決方案。
這兩只電阻器為輸入偏置電流提供了一個放電回路,兩個輸入端的參考端都接地,兩個輸入端的參考端或者接地(VCM接地)或者接一個偏置電壓,通常為最大輸入電壓的一半。同樣的原則也可以應(yīng)用到變壓器耦合輸入電路,除非變壓器的次級有中間抽頭,它可以接地或接VCM。
在該電路中,由于兩只輸入電阻器之間的失配和(或)兩端輸入偏置電流的失配會產(chǎn)生一個小的失調(diào)電壓誤差。為了使失調(diào)誤差最小,在儀表放大器的兩個輸入端之間可以再接一只電阻器(即橋接在兩只電阻器之間),其阻值大約為前兩只電阻器的1/10th(但與差分源阻抗相比仍然很大)。
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