零漂移放大器的測(cè)試詳解

零漂移放大器的測(cè)試詳解

隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種電子元器件逐漸應(yīng)用到了各個(gè)領(lǐng)域。在一些對(duì)電信號(hào)測(cè)量要求較高的領(lǐng)域中，零漂移放大器被廣泛應(yīng)用。那么什么是零漂移放大器呢？如何進(jìn)行測(cè)試呢？本文將詳細(xì)介紹零漂移放大器的原理及測(cè)試方法。

一、什么是零漂移放大器

零漂移放大器，也叫差分放大器，是一種高精度放大器，主要用于對(duì)微小電壓信號(hào)的放大。其名稱來(lái)源于其本身具有零漂移的特性，也就是說(shuō)在A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端，輸出為零漂移，零漂的范圍通常在微伏級(jí)別。

零漂移放大器具有多個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，其中一個(gè)輸入端為正極性端，另一個(gè)為負(fù)極性端，利用兩個(gè)輸入端的電位差來(lái)輸出所需的放大電壓。在A/D轉(zhuǎn)換器信號(hào)放大和精度等領(lǐng)域，差分放大器的應(yīng)用非常廣泛。

二、零漂移放大器的原理

（1）差分輸入信號(hào)

差分輸入信號(hào)通常是由兩個(gè)相對(duì)電勢(shì)分別為V1和V2 的信號(hào)的差值表示，即Vd = V1 - V2。由于零漂的影響非常微小，因此一般可以忽略不計(jì)。 做法是在兩個(gè)輸入端同時(shí)進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)，使Vd等于0，從而使輸出來(lái)自其他放大器或運(yùn)算放大器的電壓成為差分信號(hào)的放大輸出。

（2）沒有共模輸出

由于零漂為零，因此輸出也為零。在原理圖中，輸出節(jié)點(diǎn)vO是由電位差v1、v2之間的放大至vO的差值而得到的。當(dāng)v1和v2變化時(shí)，vO的值始終是正常工作模式下的穩(wěn)定輸出，而不是一般放大器的共模輸出。

（3）抑制共模信號(hào)

在差分輸入模式下，如果兩個(gè)輸入端的信號(hào)分別為 V1 和 V2，則放大輸出為 V0。相應(yīng)的放大增益為A = V0/(V1?V2)。 由于差分放大器對(duì)輸入端的共模信號(hào)抑制效果好，因此總結(jié)出了共模抑制比（CMRR）這個(gè)參數(shù)。CMRR是指，在共模輸入下放大器的輸出與總輸入信號(hào)幅度之比，即共模輸入下的增益與差模輸入下增益之比。CMRR越高，共模信號(hào)抑制效果越好。

三、零漂移放大器的測(cè)試方法

（1）直接對(duì)放大器線路進(jìn)行測(cè)試

測(cè)試中通常使用的是精密測(cè)試儀器，如萬(wàn)用表或數(shù)字示波器等。在測(cè)試時(shí)，要進(jìn)行差通道、共模抑制比和零點(diǎn)漂移等方面進(jìn)行檢測(cè)。

（2）計(jì)算機(jī)模擬測(cè)試

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的測(cè)試被使用在電子監(jiān)測(cè)中，這種方法使得通常具有高可靠性并且效率較高。此外，計(jì)算機(jī)模擬測(cè)試也便于進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，為后續(xù)的優(yōu)化和開發(fā)提供支持。

在計(jì)算機(jī)模擬測(cè)試中，我們可以使用PSCAD和PSSE等對(duì)電路進(jìn)行仿真測(cè)試。這些仿真軟件可以直接讀取差分放大電路的控制面板，通過(guò)電路VCE（靜態(tài)漏極-電源電壓），IB（源極電流）和VE（輸出電壓）模塊對(duì)放大器進(jìn)行仿真測(cè)試。

（3）標(biāo)準(zhǔn)參考法測(cè)試

標(biāo)準(zhǔn)參考法（比較法）是一種精度較高的測(cè)試方法，可以用于確定零漂漂移放大器的精確度。在比較法測(cè)試中，可以使用待測(cè)放大器以及標(biāo)準(zhǔn)放大器，通過(guò)比較兩個(gè)放大器之間的誤差值，來(lái)確定待測(cè)試放大器的精確度。

在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)參考法測(cè)試時(shí)，要注意選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)電路與待測(cè)試電路，以及避免環(huán)境干擾等因素對(duì)測(cè)試結(jié)果的誤差造成影響。

四、總結(jié)

零漂移放大器是一種高精度放大器，其具有零漂的特性，能夠?qū)ξ⑿‰妷盒盘?hào)進(jìn)行放大。在電子監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，零漂移放大器被廣泛應(yīng)用。測(cè)試零漂移放大器可以采用直接測(cè)試、計(jì)算機(jī)模擬測(cè)試以及標(biāo)準(zhǔn)參考法測(cè)試三種方法。無(wú)論采用何種方法進(jìn)行測(cè)試，都需要考慮各種誤差因素的影響，以得到可靠的測(cè)試結(jié)果。