Opamp Sınırlamaları: Output Low-Voltage Limitation (VOL)

[Erol YILMAZ]

Opamp Çıkışını "Gerçek Sıfıra" İndirmek

Birçok Single Supply "rail-to-rail" opamp, (-) 100mV kadar giriş gerilimi kabul edebilirken, çıkışını maalesef tam olarak şaseye (0V) indiremez.

Çıkışı genellikle 12-20 mV gibi bir değerde kalır.
Bu durum, bir ADC'yi sürerken en küçük bitlerin (LSB) kaybedilmesine neden olur.

Yöntem: Opamp çıkışına seri bir diyot (1N4148) eklenir, Geri besleme (feedback) hattı diyotun arkasından alınır
ve diyotun arkasına şaseye doğru bir çekme (pull-down) direnci (2-10K gibi) bağlanır.



Sonuç: Opamp çıkışı kendi alt limitinde (örneğin 20 mV) kalsa bile, seri diyot yüksek empedans durumuna geçer ve
çekme direnci çıkış düğümünü (Vout) şaseye birkaç mikrovolt seviyesine kadar "sınırlar".
Bu yöntemle ADC, opampın limitlerine takılmadan tam sıfır değerini görebilir.

Böylece Op-amp'ın 0 V'a inmesini sağlamıyoruz;
op-amp'ın inemediği son bölgede onu ADC girişinden ayırıp Vout'u gerçek GND referansına bırakıyoruz.

Bu konu için elbette başka çözümler de var (örneğin LM7705 gibi negatif şarj pompasıyla opampa −0,23 V alt ray vermek gibi)
ama ekonomik + pratik olması açısından bu yöntem kullanım alanı bulabilir.

[quarko]

Hocam peki bu durumda belirli bölgelerde lineerite problemleri ortaya çıkmaz mı ? Ayrıca seri diyot, sıcaklık değişimlerinden etkilenerek yine ölçüm hatalarına sebep olacaktır. En güzeli 0 civarına inmemek lazım. Ölçümün alt ve üst skalasını GND ve VCC de ye göre biraz marj bırakıp ölçmek en doğrusu gibi.

[Erol YILMAZ]

Hocam peki bu durumda belirli bölgelerde lineerite problemleri ortaya çıkmaz mı ? Ayrıca seri diyot, sıcaklık değişimlerinden etkilenerek yine ölçüm hatalarına sebep olacaktır.

Op-amp geribeslemesini yük tarafından aldığı için diyot geriliminin çeşitli etkenlerle değişiminden bağımsız olarak çalışacaktır.

Eğer geribeslemeyi diyottan önce almış olsaydık dediğin gibi olurdu...

[WrtM]

Güzel yöntem paylaşım için teşekkürler.

Bir dezavantaj olarak çıkış voltajı pozitif tarafta diode forward voltge(vfd) kadar az olacak. Yaptığım simulasyonlarda doğruladım.