Offsetspannung

OffsetSpannung bezeichnet in der Elektronik eine kleine Gleichspannung, die den gemessenen oder verstärkten Signalweg verschieben kann. Sie tritt sowohl bei Verstärkern als auch bei Sensoren auf und führt dazu, dass ein Nullsignal oder ein Null-Referenzwert nicht exakt erreicht wird. Der Begriff wird oft als Oberbegriff für Eingangs-Offset-Spannung, Ausgangs-Offset-Spannung und deren temperaturabhängige Drift verwendet.

Die Eingangs-Offset-Spannung V_OS ist die Differenzspannung zwischen den beiden Eingängen eines Verstärkers, die erforderlich wäre, um den Ausgang in einer idealen, negativen Rückkopplung auf Null zu halten. In der Praxis resultiert V_OS aus Transistorunterschieden, Layout-Toleranzen und anderen Fertigungsvariationen. Die gemessene Offset-Ausgangsspannung hängt zusätzlich vom Verstärkungsgrad der Schaltung ab und kann auch durch Ungleichheiten in Widerständen verstärkt werden.

Offset drift beschreibt die Veränderung von V_OS mit der Temperatur, alterung und anderen Umwelteinflüssen. Typische Werte liegen im Mikrovolt- bis Millivoltbereich pro Grad Celsius je nach Bausteintyp; Präzisionsbausteine weisen oft deutlich geringere Driftwerte auf.

Messung und Spezifikation erfolgen üblicherweise über Datenblätter. W_OS wird als Spannungsdifferenz angegeben, die zwischen den Eingängen entstehen kann, während V_O(offset) der resultierende Spitzenausgang bei definiertem Null-Input ist. Zusätzlich geben Hersteller Offset-Drift und Eingangs-Bias-Strom an, die weitere Fehlerquellen darstellen.

Reduktion von OffsetSpannung erfolgt durch Auswahl von Präzisions-Verstärkern, Offset-Nullung (Trim), Chopper- oder Auto-Zero-Verstärkern, sorgfältige Widerstandsterminierung sowie Kalibrierung im System. Anwendungen finden sich in Messtechnik, Sensorik, Analog-zu-Digital-Wandlern und jeder Schaltung, in der geringe DC-Fehler kritisch sind.