在直流耦合電路中，不可避免要對直流噪聲進行測量與評估。放大器的失調電壓參數作為直流噪聲重要的組成部分是首先被提及的。本篇介紹一種放大器失調電壓參數的測量方式與相應注意事項，配合LTspice仿真幫助理解，以及提供失調電壓處理方法。

    1.失調電壓測量與注意事項

    測量微伏至毫伏范圍的輸入失調電壓，要求測試電路產生的誤差遠低于失調電壓本身，并將輸入失調電壓處理到測量設備有效的分辨范圍。如圖2.19，使用ADA4077-2組建反相放大電路，提供±15V電源供電，將輸入端信號接地，電阻R1阻值為10Ω,反饋電阻R2阻值為10KΩ。同相輸入端匹配電阻R3為10Ω。該電路的噪聲增益為1001倍。測試中使用高精度電壓表測量放大器輸出端（Vo）的電壓。最后，將輸出電壓除以電路噪聲增益，得到ADA4077輸入側的失調電壓。

圖2.19 ADA4077-2輸入失調電壓測試電路

    放大器輸入失調電壓參數實測時，需要注意如下幾點：

    （1）供電電源要求低紋波、低噪聲，例如電池。

    （2）電路的工作溫度保證在25℃，并遠離發熱源。在電路上電工作穩定，板卡溫度沒有變化以后進行測量。

    （3）失調電壓測試誤差可能來自寄生熱電偶結點，這是由兩種不同金屬連接而形成的。例如,電路同相輸入端的電阻R3，可以匹配反相輸入路徑中的熱電偶結點。熱電偶電壓范圍通常在2~40μV/ºC以上,并且隨溫度明顯變化。

    （4）電阻的兩個引腳焊接在相同的金屬（PCB銅走線）會產生兩個大小相等、極性相反的熱電電壓。在兩者溫度完全相同時，這兩個熱電電壓會相互抵消。所以，控制焊盤和PCB走線長度，減小溫度梯度可以提高測量精度。

    使用LTspice對圖2.19電路進行瞬態分析，結果如圖2.20。ADA4077-2輸出電壓為-35.268mV。折算到輸入端的失調電壓為-35.220μV，在ADA4077失調電壓范圍內。

圖2.20 ADA4077-2失調電壓仿真結果

    2.失調電壓處理方法

    在輸出直流噪聲較大時，需要對電路進行校正。早期單通道放大器具有失調電壓校準的引腳。例如，很多工程師熟知的OP07，其失調電壓調整電路如圖2.21。使用電位計連接這項功能的1腳、8腳，電位器的分壓處連接到電源。如果放大電路設計完善，失調調整范圍不會超過最低等級器件的最大失調電壓的兩至三倍。然而實際電路中，無法保證這些引腳沒有噪聲，或者避免使用長導線將該引腳連接到相距較遠的電位計，這些因素增加失調電壓校正的難度。所以，該引腳功能使用不理想。在OP07最新一代替換產品ADA4077-1中1，8腳都定義為NIC,即內部不連接管腳。

圖 2.21 OP07失調電壓調整電路

    目前主流的失調電壓處理方法是外部方法，即使用可編程電壓實現失調電壓調整。例如，使用數模轉化器或者數字電位器。

    如圖2.22（a），采用反相配置的放大器電路，在反相端提供失調電壓調節電路。當Rb大于R1的100倍以上時，放大器的輸出失調電壓Vos滿足式2-4。

圖2.22反相放大電路失調電壓抵消方法

    如圖2.22（b），采用反相配置的放大器電路，在同相端提供失調電壓調節電路。Ra阻值為Ra1與Ra2之和,它等于R1與R2的等效并聯阻值。Ra2阻值在100Ω至1KΩ之內, Rb阻值是Ra2阻值的100倍以上，輸出失調電壓Vos滿足式2-5。

    如圖2.23，采用同相配置的放大電路，所使用失調電壓校正電路，應該避免對反饋回路的增益產生影響。R2阻值為R2a與R2b之和, R2b小于R2a的10%，Rb為R2b的100倍以上，輸出失調電壓滿足式2-6。

圖2.23 同相放大電路失調電壓抵消方法

    綜上，失調電壓作為導致直流噪聲的重要因素，模擬工程師必須掌握一種測量方法。而失調電壓的校正方法，可以擴展到對輸出直流噪聲的校正。