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什么是零点漂移?能消除吗?怎么消除?

时间:2021-08-10 浏览:

零点漂移也叫零漂,零漂移现象是指当放大电路的输入信号为零(即没有交流电输入)时,因受温度变化、电源电压不稳等因素影响,静态工作点发生变化,并被逐级放大和传输,导致电路输出端电压偏离原固定值而上下漂动的现象。

虽然零点漂移或是零漂叫起来很好听,但是从它的定义便不难看出它其实并不是什么“好东西”!当漂移现象严重时,电路中的有效信号往往会被“淹没”,使放大电路不能正常工作。那么,这么不好的现象能不能消除以保证电路完好工作呢?

想要彻底解决问题,就要从问题的根源下手。根据零点漂移的定义我们可以知道零漂移现象是产生在放大电路中的,目前大多数放大电路中的运算放大器均是采用直接耦合的方式。而直接耦合式放大电路的各级的Q点是相互影响的,由于各级的放大作用,第一级的微弱变化,会使输出级产生很大的变化。因此,当输入短路时(由于一些原因使输入级的Q点发生微弱变化 :温度),输出将随时间缓慢变化,就会形成零点漂移。

造成零点漂移的原因很多,任何元件参数的变化都可造成输出电压漂移,其中包括但不限于温度变化、电源电压不稳。大量的实验和实践表明,温度的变化是产生零点漂移的主要原因,而因为半导体元器件的导电性对温度十分敏感,温度又很难维持恒定,所以在解决零点漂移问题时温度的变化是目前技术非常难克服的一大难题。但是,虽然不能完全克服导致零点漂移的全部因素却可以采用一些专门技术和措施来抑制这种漂移现象。

在实际的应用中,抑制零点漂移的技术和措施主要有以下几种:

1. 选用高质量的硅管

硅管的集电结反向饱和电流要比锗管小好几个数量级,因此目前高质量的直流放大电路几乎都采用硅管。

另外晶体管的制造工艺也很重要,即使是同一种类型的晶体管,如工艺不够严格,半导体表面不干净,将会使漂移程度增加。所以必须严格挑选合格的半导体器件。

2. 在电路中引入直流负反馈,稳定静态工作点

3. 温度补偿

采用温度补偿的方法,利用热敏元件来抵消放大管的变化。补偿是指用另外一个元器件的漂移来抵消放大电路的漂移,如果参数配合得当,就能把漂移抑制在较低的限度之内。在分立元件组成的电路中常用二极管补偿方式来稳定静态工作点。此方法简单实用,但效果不尽理想,适用于对温漂要求不高的电路。

4. 调制

采用调制手段,调制是指将直流变化量转换为其他形式的变化量(如正弦波幅度的变化),并通过漂移很小的阻容耦合电路放大,再设法将放大了的信号还原为直流成份的变化。这种方式电路结构复杂、成本高、频率特性差。因此,实现这种方法成本投入较高。

5. 差动式放大电路

受温度补偿法的启发,人们利用只型号和特性都相同的晶体管来进行补偿,到了较好的抑制零点漂移的效果,这就是差动放大电路。在集成电路内部应用最广的单元电路就是基于参数补偿原理构成的差动式放大电路。在直接耦合放大电路中,抑制零点漂移最有效方法是采用差动式放大电路。