朋友設計了一個同相比例放大電路。他希望通過這個電路來放大輸入信號,并獲取相應放大后的輸出信號。放大倍數被設定為42,他對實現這個放大倍數充滿期待。然而,當他測試電路時,卻發現輸出信號與輸入信號的比值并不是42,而且隨著輸入信號變化而變化。這讓他感到困惑不解。
于是,他通過測量獲得了一系列輸入信號和相應的輸出信號數據。他發現,輸入信號越小,比值也越小;而輸入信號越大,比值就越大。比如,當輸入信號為7mV時,輸出信號僅為33.2mV,對應的放大倍數大概為4.7。而當輸入信號增加到32.7mV時,輸出信號則達到了889mV,放大倍數大概為27。這個問題讓他疑惑不已,百思不得其解。
他決定尋求幫助,于是來找了我。他向我陳述了問題,并希望得到一些解決方案。他把電路和測試結果發給我,讓我幫忙研究研。
電路如下,

測試結果如下,

面對這個問題,我思考了一會兒,然后決定通過數學計算方法,看能不能把問題的根源找到。于是我就開始演算一番,結果如下所示。

仔細觀察上面的計算結果,運放的正相輸入電壓和反相輸入電壓不相等,根據理想運放的虛短原則,它們應該是相等才對,但是現在不相等,差值隨著輸入信號的增大,也在增大,高達十幾mV。如果是這樣的話,那這個運放的輸入失調電壓比較大了。
我把分析的結果告訴朋友,讓他更換輸入失調電壓小的運放試試,看效果如何。我也深入去研究運放的相關知識,看能不能找到更準確的分析結果。
