为偏置电流提供直流回路：正确示范 VS 错误示范-德赢Vwin官网网

您有过这样的经历吗？设计电路时由于匆忙行事，而忽视了一些基本问题，结果使电路功能与预期不符。在交流耦合运算放大器或仪表放大器电路应用中，最常见的问题之一就是——没有为偏置电流提供直流回路。今天小编就为大家论述下这个问题，并且提出一种超级实用的解决方案。拿走吧~

运算放大器：如何为偏置电流提供直流回路

错误示范

图1中，一个电容串接在一个运算放大器的同相(+)输入端。这种交流耦合是隔离输入电压(VIN)中的直流电压的一种简单方法，在高增益应用中尤为有用。在增益较高时，即使是放大器输入端的一个较小直流电压，也会影响运放的动态范围，甚至可能导致输出饱和。然而，容性耦合进高阻抗输入端而不为正输入端中的电流提供直流路径的做法会带来一些问题。

图1 错误的交流耦合运算放大器电路

输入偏置电流流经耦合电容，给其充电，直到超过放大器输入电路的额定共模电压或超过输出限值。根据输入偏置电流的极性，电容充电或者向正电源电压方向，或者向负电源电压方向。这个偏置电压会被放大器的闭环直流增益放大。

这一过程可能较长。例如，对于一个带有场效应晶体管(FET)输入端的放大器，若其偏置电流为1 pA，通过一个0.1-μF的电容进行耦合，则其IC充电率I/C为

10-12/10-7 = 10 μV/秒

合600 μV/分。如果增益为100，则输出漂移为0.06 V/分。可见，如果采用交流耦合示波器做短时间的测试可能无法检测出这一问题，电路要在数小时后才会发生故障。总之，避免这一问题是非常重要的。

正确展示

图2所示即是一种简单的解决方案。此例中，一个电阻连接在运算放大器的输入端与地之间，从而为输入偏置电流提供了一个回路。为最小化输入偏置电流导致的失调电压，在使用双极性运放的时候，考虑运放两个输入端的匹配问题，通常将R1设为R2和R3的并联值。

图2 双电源供电运算放大器输入端交流耦合的正确方法

但要注意的是，该电阻始终会给电路带来一定噪声，因而需在电路输入阻抗、所需输入耦合电容大小与电阻引进的约翰逊噪声之间进行权衡。典型电阻值一般在100,000 Ω至1 MΩ之间。

仪表放大器：如何为偏置电流提供直流回路

错误示范

图3所示的是通过两个电容进行交流耦合的仪表放大器电路，也没有为输入偏置电流提供回路。该问题常见于采用双电源供电(图3a)和单电源供电(图3b)的仪表放大器电路中。

图3 错误的交流耦合仪表放大器电路

如图4所示，如果变压器次级电路中未提供直流到地回路，这个问题也会发生在利用变压器耦合的电路中。

图4 错误的变压器耦合仪表放大器电路

正确展示

图5和图6给出了此类电路的简单解决方案。在各输入端与地之间均添加了一个高值电阻(RA, RB)。对双电源仪表放大器电路来说，这是一个简单而实用的解决方案。电阻为输入偏置电流提供了一个放电路径。在双电源示例中，两个输入端均以地作为参考。在单电源示例中，输入端既可以地为参考(VCM接地)也可以一个偏置电压为参考，该偏置电压通常为最大输入电压范围的一半。
图片

图5 仪表放大器变压器输入耦合的正确方法

同一原理也可用于变压器耦合输入端(图5)，除非变压器次级绕组有中心抽头，该中心抽头既可接地，也可连接至VCM。在这些电路中，存在一个因电阻和/或输入偏置电流不匹配导致的较小失调电压误差。为使此类误差最小，可在仪表放大器的两个输入端之间连接电阻值约为两个电阻十分之一(但与差分源电阻相比，该值仍较大)的另一个电阻(从而将两个电阻桥接起来)。

图6 各输入端与地之间的高值电阻提供所需的偏置电流回路

来源：亚德诺半导体

审核编辑：汤梓红

声明：本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人，不代表德赢Vwin官网网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用，如有内容侵权或者其他违规问题，请联系本站处理。举报投诉

运算放大器

运算放大器

+关注

关注
215

文章
4929

浏览量
172822
仪表放大器

仪表放大器

+关注

关注
17

文章
409

浏览量
71207
偏置电流

偏置电流

+关注

关注
1

文章
117

浏览量
13136

PCB设计中对电流回路的注意事项

PCB设计中对电流回路的注意事项对于电流回路，需要注意如下基本事项：

发表于 04-16 18:05 •4166次阅读

浅谈马达控制电路的电流回路问题

详解“马达控制电路的电流回路”主要涉及的几个问题。

发表于 05-18 07:28 •5242次阅读

如何为偏置电流提供直流回路

大家论述下这个问题，并且提出一种超级实用的解决方案。运算放大器：如何为偏置电流提供直流回路×错误示范

发表于 09-23 08:25 •657次阅读

智能电网物联网应用示范工程立项

与先进物联网技术融合，物联网则是实现上述特征的重要推手。　　据悉，为贯彻落实国务院批准的《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》，进一步拓展物联网应用领域，推动物联网健康快速发展，国家发改委、财政部联合组织开展了国家物联网重大应用示范工程项目。

发表于 03-14 13:09

交流串入直流回路故障原因的分析与处理

值有400V-440V，跟随时间变化而变化，而事故刚开始时误认为监察屏有故障; 经过上述情况比较分析后，判断有可能是交流电串入直流回路所致，为证实推断，用万用表的交流档测量正、负直流的交流电压均为

发表于 10-09 14:31

为偏置电流提供直流回路的实用的解决方案

小编就为大家论述下这个问题，并且提出一种超级实用的解决方案。拿走吧~运算放大器：如何为偏置电流提供直流回路× 错误

发表于 10-18 09:35

高精度4-20 mA电流回路变送器设计

对于工业过程控制仪器，4-20 mA 电流回路被广泛用于维持适当的电流，直至系统的最大电压能力。电流回路的主要特性包括尽管互连线路中的电压下降，但仍能保持信号的准确性，以及为设备

发表于 06-01 16:34 •5563次阅读

放大器偏置电流Ib需要完整的直流回路

多数工程师对于放大器偏置电流参数并不陌生，它是导致放大器电路产生直流噪声的又一重要影响因素。因为偏置电流经过输入端电阻网络会形成一个失调电压

发表于 12-24 12:43 •999次阅读

电流回路的综合特性资料下载

德赢Vwin官网网为你提供电流回路的综合特性资料下载的电子资料下载，更有其他相关的电路图、源代码、课件教程、中文资料、英文资料、参考设计、用户指南、解决方案等资料，希望可以帮助到广大的电子工程师们。

发表于 04-11 08:52 •29次下载

如何为偏置电流提供直流回路

小编就为大家论述下这个问题，并且提出一种超级实用的解决方案。拿走吧~ 运算放大器：如何为偏置电流提供直流回路 × 错误

发表于 10-09 18:04 •2625次阅读

为偏置电流提供直流回路：正确示范 VS 错误示范

您有过这样的经历吗？设计电路时由于匆忙行事，而忽视了一些基本问题，结果使电路功能与预期不符。在交流耦合运算放大器或仪表放大器电路应用中，最常见的问题之一就是——没有为偏置电流提供直流回路

发表于 02-08 13:39 •2次下载

中智诚ZHCH586 直流回路接地电容测试仪

直流回路接地电容测试仪

发表于 07-27 16:05 •0次下载

放大器偏置电流Ib需要完整的直流回路是什么

因为偏置电流经过输入端电阻网络会形成一个失调电压源，再通过电路的噪声增益影响输出直流噪声。所以工程师会注重电阻网络的匹配，降低偏置电流对电路

发表于 02-22 14:46 •970次阅读

如何为偏置电流提供直流回路？正确示范在这里~

大家论述下这个问题，并且提出一种超级实用的解决方案。运算放大器：如何为偏置电流提供直流回路 × 错误

发表于 09-10 11:10 •781次阅读

什么是电流回路？如何产生的？

什么是电流回路？如何产生的？ 电流回路是电流在电路中的闭合路径。在一个电流回路中，电流可以从电源端流动到负载端，然后再通过连接到电源的导线返

发表于 12-26 16:23 •1996次阅读