Zakladní pojmy z oblasti OZ?

[Lukas Grepl]

> Vezmeme si modelovy priklad, vystupem senzoru je napeti
> treba 0-50mV a chci ho vyhodnocovat nějakým ADC s presnosti
> 12bitu (2.5V).  Pro zesileni tedy pouziji neinv. OZ s zesílením 50x.
> Pri vyberu OZ bude nutne hledet na vstupni napetovy offset OZ (VNO),
> ktery se pokud to spravne chapu projevuje tak, ze u OZ s (VNO  1mV)
> bude pri 0V z cidla se tento domnivat, ze vstupni signal je při max
> chybe prave 1mV a na vystupu se objevi 50mV.
> Chapu to spravne? 

Ano, presne tak. Navic pokud to bude bipolarni OZ a pouzijete ve zpetne 
vazbe nebo na vstupu vetsi odpory (tak v radu 100k a vice), je potreba 
kalkulovat take se vstupnimi proudy. Takova zakladni poucka je, ze kdyz 
si spocitate paralelni kombinaci vsech odporu pripojenych do kazdeho 
vstupu, musi byt hodnoty obou vstupu pokud mozno stejne. Napr. kdyz 
budete mit invertujici zesilovac 10x a u invertujiciho vstupu budete mit 
tedy odpory napr. 10k a 100k, tak na ten neinverujici vstup (proti zemi) 
zapojite odpor teoreticky 10k||100k =~ 9k1, v praxi staci 10k. Tim 
vicemene eliminujete vliv vstupnich proudu a zbyde jen proudovy offset, 
ktery je ale mnohem mensi a vetsinou zanedbatelny.

> Vyrobci delaji OZ s minimální VNO a rikaji jim Rail to Rail input
> je to tak?

Nikoliv. Rail-to-rail input znamena, ze vstupni napeti se muze 
priblizit, ci dokonce dosahnout na (nekdy az za) hranice napajeciho 
napeti. U bezneho (ne-Rail-to-Rail) OZ to byva tak, ze se nemuzete 
pribliz vice, nez treba na 1 nebo 2V. Podobne je to s vystupnim napeti 
(Rail-to-Rail output). Casta situace je, ze na vstupu i na vystupu 
muzete jit az k zemi, ale smerem k napajecimu napeti se muzete priblizit 
jen na cca Ucc-2V.

> Často ctu, ze offset lze resit externími soucastkami,
> jak, mluvime o OZ bez kompenzacnich vyvodu?

Jedna vec jsou vstupni proudy, jak pisu vyse. Co se tyce kompenzace 
offsetu obecne (neni v podstate potreba rozlisovat jak vznikl), tak 
pokud mate OZ bez kompenzacnich vyvodu, muzete proste do vhodneho mista 
zapojeni privest male napeti nebo proud, tak aby to zpusobilo zadanou 
zmenu na vystupu. Napr. pri invertujicim zapojeni OZ byste mohl pripojit 
maly proud (tj. napeti pres velky odpor) do invertujiciho vstupu nebo 
male napeti na neinvertujici vstup.

> Je VNO u daneho kusu OZ staly tak, ze by bylo mozne kompenzovat
> vypocetne z namerenych dat ?

Vsechny metody kompenzace spolehaji na to ze je vicemene staly. Takze v 
zasade ano.

> Na chybu OZ bude mit dále vliv, sum OZ, teplotni drift a CMRR, ANO ?

V podstate ano, u dynamickych signalu take sirka pasma zesilovace a SR. 
Pripadne taky "vedlejsi" parametry jako PSRR. Napajeni OZ je nutne dobre 
zablokovat, pro presnejsi zesilovace oddelit (odporem, tlumivkou) 
napajeni OZ od zbytku zarizeni (zejmena MCU).

> Pri pohledu do sortimentu OZ v katalogu Chobota (GM) zjistuji,
> ze R-R OZ moc nevedou a když tak jsou dost drahe, z beznoho,
> levneho sortimentu mají rradu LMxxx napriklad LM124, ale ty maji
> VNO  1 a vice mV. CHapu to spravne, ze pouzit LM124
> s single supply napájením pro dany modelovy priklad je nevhodne,
> protoze mi do aplikace vnese velkou chybu, která se bude projevovat
>  pri minimálním rozsahu cidla a musim sahnout po nejakem jinem
> drazsim OZ nebo existuje finta jak chybu eliminovat
>  externími součástkami ci matematicky v MCU?

Nejlepsi cesta je pouzit kvalitnejsi OZ. Z tech co maji za lidovku v 
"kazde drogerii" je to napr. klasicky OP07 (ofs. 70uV, ten ovsem neni 
Rail-to-Rail).

Lukas Grepl