運算放大器之開環增益

　　圖1：開環增益變化導致閉環增益不確定性

　　輸出電平和輸出負載的變化是導致運算放大器開環增益變化的最常見原因。開環增益中信號電平的變化會導致閉環增益傳遞函數的非線性，也無法在系統校準過程中去除。大多數運算放大器都有固定負載，因此負載的AVOL變化一般不重要。但是，AVOL對輸出信號電平的靈敏度在負載電流較高時可能會上升。

　　非線性的嚴重程度在不同類型的器件中變化很大，數據手冊中一般不會明確規定。但是通常會規定最小AVOL，選擇高AVOL的運算放大器可以將增益非線性誤差的發生概率降至最低。增益非線性的來源有很多，具體取決于運算放大器的設計。其中一個常見來源是熱反饋(例如從熱輸出級反饋至輸入級)。如果溫度變化是非線性誤差的唯一原因，減小輸出負載可能會有所幫助。為了驗證這一點，需要在空載條件下測量非線性，然后與負載條件下進行比較。

下圖2所示為測量直流開環增益非線性的示波器X-Y顯示測試電路。前文討論的與失調電壓測試電路相關的防范措施在該電路中也應注意。放大器的信號增益設置為–1。開環增益定義為輸出電壓的變化除以輸入失調電壓的變化。但是，AVOL值較大時，實際失調電壓在整個輸出電壓擺幅內可能只改變幾微伏。因此，采用10Ω電阻和RG(1 MΩ)組成的除法器時，節點電壓VY按以下公式計算：

　　選擇RG值是為了使VY獲得可測量的電壓，具體取決于VOS的預期值。

　　圖2：測量開環增益非線性的電路

　　±10 V斜波發生器輸出乘以–1的信號增益后，會使得運算放大器輸出電壓VX在+10 V到–10 V之間擺動。因為失調電壓添加了增益系數，所以需要增加失調調整電位計，將初始輸出失調設置為零。選擇的電阻值可以抵消高達±10 mV的輸入失調電壓。電位計的每一端都應采用穩定的10 V基準電壓源(如AD688)，以防止輸出漂移。還應注意，由于開環增益的轉折頻率較低，斜坡發生器頻率必須很低，可能不超過1Hz的幾分之一(例如，OP177為0.1Hz)。

　　圖2右側的坐標圖所示為VY與VX的關系圖。如果不存在增益非線性，則圖中所示應為斜率不變的直線，AVOL按以下公式計算：