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電子工作の知恵袋

オペアンプの基本　その７　

オフセット1
 

７．入力オフセット電圧

オペアンプの特性に起因する誤差要因の代表的な１つとして、入力オフセット電圧があります。

微小信号を扱う場合は無視できなくなる場合があります。

ここでは、入力オフセット電圧がどのように出力に影響を与えるか、そしてこれをどのように補正してやればよいかを述べます。

７．１．入力オフセット電圧の出力への影響

反転増幅器を例にして説明します。入力オフセット電圧 Ｖｉｏ を回路図で表すと 図７−１ のようになります。






この回路を「３．反転増幅器」のところと同じように計算して行くと、






となります。

これを言葉で言えば「１＋ゲイン」倍で出力に表れることになります。微小信号の場合はゲインを大きく取りますので「１」を無視して「ゲイン」倍とほぼ同じになります。さらに言い換えると、入力電圧にオペアンプの入力オフセット電圧が加算される、と言うことになります。このことは、非反転増幅器や差動増幅器にも同じことが言えます。

汎用オペアンプの場合は通常で ±２ｍＶ 程度、最大で ±７ｍＶ ありますので、０．数Ｖ 以下の入力信号を扱う場合は無視できなくなるでしょう。

 

 

７．２．入力オスセット電圧を補正する

 

古いオペアンプには補正端子が付いているものもありましたが、最近では一部を除いて殆どありません。

では、入力オフセット電圧はどのように補正すればよいでしょうか。

補正方法は、「＋」と「−」の電源がある両電源タイプと、「＋」電源しかない単一電源タイプでは少し違ってきますが、ここでは両電源タイプの場合について説明します。

 

両電源タイプの補正方法は、外部から入力オフセット電圧 Ｖｉｏ と逆の電圧 Ｖｓ を加えて Ｖｉ が「０」になるようにします。






入力オフセット電圧には個体差があって、しかも「±」がありますので、Ｖｓ を可変にして Ｅｉ＝０Ｖ の時に Ｅｏ＝０Ｖ になるように調整する必要があります。





図７−３ は補正回路の事例です。

Ｖｓ１ 及び Ｖｓ２ は入力オフセット電圧の最大値の １．５ 倍程度に設定します。例えば、最大値が ±７ｍＶの場合は １０ｍＶ程度にします。あまり大きくすると調整がやりにくくなります。

また、Ｒｓ は Ｒ４ ＋ Ｒ５ の値より１桁以上大きい値にします。

例えば、ＶＣＣ＝＋１０Ｖ ＶＥＥ＝−１０Ｖ の場合、

　　Ｒ３＝Ｒ６＝１０ＫΩ　Ｒ４＝Ｒ５＝１０Ω

として、Ｒｓ は ２００Ω以上にします。

 

この様な補正回路を設計する場合は必ず基準点（この場合はグランド）に接続して下さい。回路が簡単だからと言って 図７−４ の様にしてしまうと、電源電圧の変動をまともに受けて正常に動作しなくなる恐れがあります。





 

 

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