使用電感器再度改善運算放大器的真零輸出

　　圖1中的電路，來自我之前的文章“Multivibrator also makes true-zero output of the op-amp”（多諧振蕩器也能使運算放大器實現真零輸出）：

　　圖1 簡單的本地低噪聲電壓轉換器，可在需要簡單的低電壓負電源時使用。

　　它很簡單，只需簡單改動即可提高效率。如果固定R1和R1′的值（使輸入功率也固定），則輸出電壓將在圖形Eo=Eo（R2）上出現一個極值。為便于達到這個極值，可以將圖1的電路修改為圖2，其中可以使用單個電位器（R2）更改R2/R2‘的值。

　　圖2 在圖1的輸出端增加電感，以提高轉換器的效率。

　　但主要的改動是在輸出端增加了電感L。只要相當低的電感值（0.1…1.0mH）就足夠了。（這個低值可能與多諧振蕩器的低頻（小于1KHz）相悖。）

　　負輸出電壓隨著電感的增加而緩慢增加：從-0.36V@L=0.1mH到-0.4V@L=1mH。

　　主要優勢在于輸出電流（電壓）增加了約25%。圖1中的電路的最大輸出電壓為-0.31V，而圖2中的電路可以在相同負載（910Ω）下提供超過-0.39V的電壓。

　　第二個改進是輸出噪聲：相同的電感L能顯著降低輸出噪聲-圖2中的輸出電容器的容量只有一半，但輸出噪聲的振幅卻減小了一半。

　　元件值為：L=0.1…1.0mH，R1=R1’=5.6k，R2=~22k，C1=C1‘=0.1μF。輸出電容器應具有低阻抗。

　　該電路在+5V時消耗的電流小于1.5mA，并在910Ω負載上產生超過-0.39V的電流。在輸出電流相同的情況下，很早的那個電路（“Photocell makes true-zero output of the op-amp”， 用光電池來讓運算放大器實現真零輸出）消耗的功率大約要高出10倍，但其輸出噪聲要小了100倍。

　　然而，所有這些電路都可能存在一個問題：它們產生的低電壓對主機系統來說并不重要，但如果電壓以某種方式下降，結果就會失真，而且可能不會被察覺。

　　為了確保檢測到該電壓的所有下降，可以使用圖3中的電路。它可用于監控所有雙電源系統中的電源一致性。

　　圖3 電路可確保檢測到所有可能導致圖1和圖2中轉換器結果失真的電壓下降。

　　綠色LED指示“電源良好”，可用作整個主機系統的“開機”指示燈。電阻R1、R2至少應穩定在1%。當輸出電壓增長到e=-20…-100mV時，LED應該亮起，具體取決于您的緩沖器參數。

　　對于R1、R2值，令：

　　v1 = Vref + |e|，

　　v2 = 2.5 + |e|，

　　接著R1 = R2 * （（v1 / v2） – 1）

　　對于給定基準和e=50mV：

　　R1=0.63*R2，

　　例如，R1=38.8k，R2=62k。這些值可能需要進行一些調整，因為它們的總值不能太低——應謹慎使用輸出電流。當通過分壓器的電流非常低時，TL431的輸入電流的影響要大得多，因此在這種情況下建議進行一些調整。最后，可以使用輸出電壓大于2.5V的任何其他基準，但應重新計算R1、R2的值。