Aumento de la precisión de un circuito opamp práctico cuando la señal de entrada es muy pequeña

Otras respuestas ya han señalado el punto principal: TL084 no es un buen amplificador operacional para su aplicación. Voy a responder a una de sus preguntas específicas:

¿Y cómo aparece el voltaje de compensación de entrada en la salida (suponga que el voltaje de compensación de entrada es 3 mV, la señal de entrada es x (t) y la salida opamp es y (t))?

El desplazamiento de entrada aparece como si fuera una fuente de voltaje frente a uno de los pines de entrada (realmente no importa cuál).

Esto generalmente significa que aparece como un error en su señal de entrada y ve la misma ganancia que la señal de entrada.

a) 1000 veces amplificado junto con la señal de entrada. (es decir, y(t) = 3V + 1000x(t))

Sí, aunque podría ser más claro decir$y(t) = 100 \left( x(t) + V_{os}(t) \right)$.

Si busca, podrá encontrar un amplificador operacional con V _os en el rango de 10 uV, que podría ser aceptable para su aplicación.

También puede considerar que 1000x es una ganancia muy alta para lograr con una sola etapa de amplificador operacional. Es posible que desee considerar hacer esto con dos etapas en lugar de una.

Solo el TL084BC tiene un desplazamiento de entrada en el peor de los casos de 3mV, y eso es solo a 25C. (Son 5 mV en todo el rango, y las versiones que no son BC pueden alcanzar los 20 mV). Además, el TL084 no tiene entradas de anulación de compensación de entrada.

Dado que su señal está inundada por el rango de compensación de entrada de la parte, no esperaría buenos resultados sin algún intento de anulación. Existen algunos métodos de anulación externa mediante la inyección de corriente, que pueden introducir ruido pero pueden hacer que el opamp se pueda utilizar con una señal de entrada tan pequeña.

Sería mejor usar un amplificador operacional de bajo desplazamiento de precisión o estabilizado por chopper para una señal tan pequeña en lugar de una anulación externa, ya que la anulación de desplazamiento a menudo tiene un coeficiente de temperatura (según el método utilizado).

Cambiaría el amplificador operacional cuádruple a algo que sea más práctico para sus necesidades. La deriva de compensación para el TL084 es 18$\mu V$por ºC y esto va a ser espectacular: un cambio de temperatura de 10 ºC está empezando a arruinar sus expectativas de rendimiento.

Otra cosa que quizás no hayas considerado es esto. Aunque el ancho de banda de su señal es de 100 Hz, el amplificador operacional no entiende esto y con una ganancia de 1000, el ruido autoinducido del TL084 será, en un espectro indómito (de, digamos, 1 MHz): -

$18nV / \sqrt{Hz} \times \sqrt{1,000,000} \times$amp-ganancia (1000)$= 18mV_{RMS}$

Como valor de pico a pico, es de aproximadamente 108 mV (sigma de 6) y puede inutilizar su señal. Para poder usarlo, es posible que necesite un filtrado significativo, pero esto depende de lo que alimente su circuito. Hay mejores amplificadores operacionales, es decir, más silenciosos, pero aún puede tener el problema básico de tener que tener una etapa de filtro de paso bajo de segundo o cuarto orden incorporada en el diseño solo para que la salida real sea utilizable.