各种运放电路的输出失调计算-电路图讲解-电子技术方案

理想的运算放大器模型具有无限的增益、带宽、输入阻抗和输出导纳，以及几乎为零的输入失调电压和偏置电流。但在运算放大器现实的工作环境中，偏离理想状态是正常的，比如一个直流测量系统，失调电压的存在就不容忽视。运算放大器的失调电压会引起直流信号输出产生误差，甚至减小输出动态范围。本文提出了一种计算失调电压的通用方法。

运算放大器是电子电路系统设计中使用最广泛的组件之一。尽管功能简单，它们却表现出复杂的行为，因为运放本身是由十几个晶体管组成的精心制作的子电路。理想化的运放模型，即无限大的增益、带宽、输入阻抗和输出导纳以及零值的输入失调电压和偏置电流，是分析运放电路（Op Amp-based circuit）的良好一阶近似。

根据运放的工作环境，可以分析它与理想行为的偏差。DC测量系统就是这样一种环境。在这种应用中，失调电压的存在不容忽视。它与信号处理链不同，在信号处理链中可用一个电容器轻松地滤除直流偏移。运放的失调电压会导致直流信号的输出误差。另外，如果失调电压值不可忽视，它们可减小输出的动态范围。各种文献和教科书对失调电压的存在都有描述。

本文提出了一种当电路中使用的运放具有输入失调量e时，计算输出失调量的通用方法。

理想运放的传递函数由等式y = A（V+ - V-）描述，其中y是输出，A是增益，A→∞，V+和V-分别是运放正、负输入端的电压。假设实际运放输入/输出传输特性为y = A（V+ - V- + e），其中e是理想运放的差分输入误差，可以计算出失调量。该模型与实际运放中观察到的结果一致：当输入存在差异时（V+ ≠ V-），输出为零；当V+ = V-时，实际运放产生非零输出。 假设运放的函数模型为y = A（V+ - V- + e），其中e是输入失调电压，当用于负反馈配置时，我们得到：

或者，对于在负反馈配置中使用的任何运放，V+ - V- = - e（假设增益无限大）。

因此，分析理想运放电路时广泛遵循的运放“黄金法则”需要做一些修改，以便包含表示输入失调电压存在的值e。

• 在采用负反馈配置运放的电路中，V- = V+ + e；
• 运放正极或负极输入/输出电流为零。

现在考虑图1所示的电路拓扑结构。原理图拓扑结构映射到图2所示的电路，其电阻网络分别由戴维南（Thevenin）等效电路（从端子向外看）替换为Vth+、Rth+和Vth-、Rth-。

图1：负反馈运放电路的一般拓扑结构。

运用黄金法则：

V− = V+ + e = Vth+ + e，因为V+ = Vth+。 在图2中运放的负极端应用基尔霍夫电流定律，得出：

用Vth+、Vth-和e求解Vout，得到：

图2：图1所示的电路拓扑映射到该电路。

F（Vth+, Vth-, 0）仅仅是理想运放的输出（即输入失调电压是零）。因此，输出失调为：

我们将在广泛使用的各种运放电路的输出失调计算中应用上述导出公式。

1.差分放大器

参见图3。在这种情况下：

图3：差分放大器。

1a. 同相放大器

差分放大器的一个特例，V1 = 0和R1 = 0。

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现在电子电路中，有很多故障是由开关电源故障引起的，而开关电源的常见故障中，又有大部分是由一些易损件损坏而引起。

比如说，在开关电源中的开关管，经常性损坏，但是开关变压器，损坏的几率却又极小!几乎可以忽略不计。

所以以下，我总结了开关电源中一些比较容易损坏的元件，以及损坏后会出现什么故障现象，分享给大家 。

1.保险管

烧保险大多数是后级电路大电流引起，也就是说后面的电路有短路情况，比如说开关管，限流电阻，桥堆烧坏短路，芯片损坏，大滤波电容损坏等等都会引起烧断保险，故障现象为通电无反应。(温馨提示：如果换了保险管后，不要贸然通电测试，一定要找出故障或采取一定措施后才通电)

2，滤波电容损坏(300V的大电容)

滤波电容漏电或容量降低，会造成死机或开机无反应，滤波电容损坏一般从外观上可以看到电容鼓包。(当然也有不鼓包的)

3.输出滤波电容：故障现象和滤波电容坏差不多。

4.开关管

第一点讲过，开关告损坏后一般会烧保险，限流电阻也会跟随着损坏，有些时候连PWM芯片也跟着烧坏(不过这种现象不多)。

既然保险管都烧了，故障现象肯定是通电无反应。

5，稳压二极管。

在二极管所承受反向电压大于其标称稳压值的情况下，稳压管会反向击穿，但是这种击穿是可以恢复的，即在电压值降低以后，稳压管会脱离击穿状态，相当于开路。 如果是短路，那么稳压管已经损坏了，电流超过稳压管承受电流造成，为热击穿，不可恢复的。

6.光藕与TL431

这两个元件损坏一般会造成输出电压不稳定或无电压输出，如何检测，在我前面的文章中有专门介绍过(取样电阻损坏同样会造成同类问题)。

7.启动电阻：

启动电阻是接在300V电源与开关管基极之间，启动电阻损坏会造成有300V，但是无电压输出，而整机无反应。

8.限流电阻：

顾名思义，该电阻损坏过流保护电路工作，和启动电阻一样300V无输出电压。

9.PWM控制芯片：

PWM损坏会造成有300V，但是无输出电压 还会重复烧开关管和保险，检测时可以打对地阻值来判断其好坏，正常对地阻值除了其对地脚外，其他引脚都有几百欧姆。

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