1.6 – Nullpunktfehler des Operationsverstärkers

 

Bei realen Verstärkern kommt es zu einem Nullpunktfehler durch eine Offsetspannung:

nullpunktfehler-offset-spannung-verstarker

Die real anliegende Spannung ist schwarz gestrichelt eingezeichnet, durch den Nullpunktfehler kommt es bei linearer Verstärkung aber zu der orange eingezeichneten.

Dieser Nullpunktfehler entsteht durch Eingangsströme in Höhe von 2 bis 200 nA, die über die Eingangswiderstände abfließen sowie produktionsbedingte Asymmetrien der symmetrisch aufgebauten Eingangsstufen im integrierten Schaltkreis. Externe Schaltkreise kompensieren Gleichspannungsfehler von Messverstärkern, um die Offsetspannung und die auftretenden Offsetströme durch gleich große, gegengerichtete Spannungen oder Ströme auszugleichen. Erst dadurch können auch kleinste Potentialdifferenzen genau gemessen werden. Bei vielen Operationsverstärkern sind Anschlüsse zur Symmetrierung (Nullpunktkompensation) herausgeführt.

Um dem Fehler entgegenzuwirken, kann man alternativ auch einen Zerhackerverstärker benutzen:

zerhackerverstarker-offset-fehler

Das Signal sieht dann wie folgt aus:

zerhackerverstarker-differenz-spannung

Die Differenz zwischen dem Ausgangssignal in der Zeit, in der eine Eingangsspannung anliegt, und dem Ausgangssignal in der Zeit, in der der Kontakt nicht geschlossen ist, zeigt, wie groß die anliegende Spannung wirklich ist.