集成運放指標測試實驗原理
發(fā)布時間:2008/9/19 0:00:00 訪問次數(shù):806
集成運算放大器的結(jié)構(gòu)特點,決定了集成運算放大器的技術(shù)指標很多。各種主要參數(shù)均比較適中的是通用型運算放大器,對某些技術(shù)指標有特殊要求的是各種特種運算放大器。為了正確選用集成運放,有必要了解它的主要參數(shù)指標。集成運放組件的各項指標通常是用專用儀器進行測試的,以下詳細介紹各主要參數(shù)實驗室常用的簡易測試方法及調(diào)零消振的方法。
本實驗采用的集成運放型號為μa741,引腳排列如圖1所示。
圖1 μa74引腳排列
1.輸入失調(diào)電壓uio。
輸入失調(diào)電壓uio是表征運放內(nèi)部電路對稱性的指標。其定義為,欲使運放的輸出電壓為零,在運放的輸入級差分放大器所加的輸入電壓的數(shù)值。理想運放輸入信號為零時,其輸出直流電壓也應(yīng)為零。但實際上,如果無外界調(diào)零的措施,由于運放內(nèi)部差動輸入級參數(shù)的不完全對稱,輸出電壓則往往不為零。所以,這種零輸入時輸出不為零的現(xiàn)象稱為集成運放的失調(diào)。
測試失調(diào)電壓電路如圖2所示。閉合開關(guān)s1及s2使電阻rb短接,測量出此時輸出失調(diào)電壓uo1,則輸入失調(diào)電壓為
測試中應(yīng)注意:
①將運放調(diào)零端開路:
、谝箅娮鑢1和r2,r3和rf的參數(shù)嚴格對稱:
、蹖嶋H測出的uo1可能為正,也可能為負,高質(zhì)量的運放uio一般在imv以下。
圖2 失調(diào)電壓測試電路
2.輸人失調(diào)電流iio
輸入失調(diào)電流iio定義為:當輸入信號為零時,運放的兩個輸入端的基極偏置電流之差,即
輸入失調(diào)電流的大小反映了運放內(nèi)部差動輸入級兩個晶體管β的不對稱程度,測試電路如圖2所示。首先,閉合開關(guān)s1及s2,在低輸入電阻下,測出輸出電壓uo1,然后斷開s1及s2,兩個輸入電阻rb接入。由于rb阻值較大,流經(jīng)它們的輸入電流的差異,將變成輸入電壓的差異,因此,也會影響輸出電壓的大小,可見測出兩個電阻rb接入時的輸出電壓uo,若從中扣除輸入失調(diào)電壓uio的影響,則得到輸入失調(diào)電流為
測試中應(yīng)注意:
、賹⑦\放調(diào)零端開路;
②兩輸入端電阻rb必須精確配對;
、踚b1和ib2本身的數(shù)值很。ㄎ布墸。
3.開環(huán)差模放大倍數(shù)auo
開環(huán)差模放大倍數(shù)auo定義為集成運放在沒有外部反饋時的直流差模電壓放大倍數(shù),即開環(huán)輸出電壓uo與兩個差分輸入端之間所加信號電壓uid之比
auo的測試方法很多。auo本來是直流電壓放大倍數(shù)。但為了測試方便,通常采用低頻(幾十赫茲以下)正弦交流信號進行測量,由于集成運放的開環(huán)電壓放大倍數(shù)很高,難以直接進行測量,故一般采用閉環(huán)測量方法,F(xiàn)如圖3所示采用交、直流電壓輸入,并且同時閉環(huán)的測試方法。被測運放一方面通過rf,r1,r2完成直流閉環(huán)。以抑制輸出電壓漂移,另一方面通過rf和rs,實現(xiàn)交流閉環(huán),外加信號vs經(jīng)r1,r2分壓使uid足夠小,以保證運放工作在線性區(qū)。為了減小輸入偏置電流的影響,同相輸入端電阻r3應(yīng)與反相輸入端電阻相匹配。
圖3-16 開環(huán)差模增益avo的測試電路
被測運放的開環(huán)電壓放大倍數(shù)為
①測試前電路應(yīng)首先消振及調(diào)零;
、跒榱耸贡粶y運放工作在線性區(qū),輸出信號幅度應(yīng)較小,無明顯失真;
、圯斎胄盘栴l率應(yīng)較低,一般用50~100 hz。
4.共模抑制比kcmrr
共模抑制比定義為集成運放的差模電壓放大倍數(shù)與共模電壓放大倍數(shù)之比的絕對值
共模抑制比是衡量運放優(yōu)劣很重要的參數(shù),理想運放對輸入的共模信號其輸出為零。但在實際的集成運 放中,其輸出不可能沒有共模信號的成分,輸出端共模信號愈小,kcmrr愈大,說明
集成運算放大器的結(jié)構(gòu)特點,決定了集成運算放大器的技術(shù)指標很多。各種主要參數(shù)均比較適中的是通用型運算放大器,對某些技術(shù)指標有特殊要求的是各種特種運算放大器。為了正確選用集成運放,有必要了解它的主要參數(shù)指標。集成運放組件的各項指標通常是用專用儀器進行測試的,以下詳細介紹各主要參數(shù)實驗室常用的簡易測試方法及調(diào)零消振的方法。
本實驗采用的集成運放型號為μa741,引腳排列如圖1所示。
圖1 μa74引腳排列
1.輸入失調(diào)電壓uio。
輸入失調(diào)電壓uio是表征運放內(nèi)部電路對稱性的指標。其定義為,欲使運放的輸出電壓為零,在運放的輸入級差分放大器所加的輸入電壓的數(shù)值。理想運放輸入信號為零時,其輸出直流電壓也應(yīng)為零。但實際上,如果無外界調(diào)零的措施,由于運放內(nèi)部差動輸入級參數(shù)的不完全對稱,輸出電壓則往往不為零。所以,這種零輸入時輸出不為零的現(xiàn)象稱為集成運放的失調(diào)。
測試失調(diào)電壓電路如圖2所示。閉合開關(guān)s1及s2使電阻rb短接,測量出此時輸出失調(diào)電壓uo1,則輸入失調(diào)電壓為
測試中應(yīng)注意:
、賹⑦\放調(diào)零端開路:
、谝箅娮鑢1和r2,r3和rf的參數(shù)嚴格對稱:
③實際測出的uo1可能為正,也可能為負,高質(zhì)量的運放uio一般在imv以下。
圖2 失調(diào)電壓測試電路
2.輸人失調(diào)電流iio
輸入失調(diào)電流iio定義為:當輸入信號為零時,運放的兩個輸入端的基極偏置電流之差,即
輸入失調(diào)電流的大小反映了運放內(nèi)部差動輸入級兩個晶體管β的不對稱程度,測試電路如圖2所示。首先,閉合開關(guān)s1及s2,在低輸入電阻下,測出輸出電壓uo1,然后斷開s1及s2,兩個輸入電阻rb接入。由于rb阻值較大,流經(jīng)它們的輸入電流的差異,將變成輸入電壓的差異,因此,也會影響輸出電壓的大小,可見測出兩個電阻rb接入時的輸出電壓uo,若從中扣除輸入失調(diào)電壓uio的影響,則得到輸入失調(diào)電流為
測試中應(yīng)注意:
①將運放調(diào)零端開路;
、趦奢斎攵穗娮鑢b必須精確配對;
③ib1和ib2本身的數(shù)值很。ㄎ布墸。
3.開環(huán)差模放大倍數(shù)auo
開環(huán)差模放大倍數(shù)auo定義為集成運放在沒有外部反饋時的直流差模電壓放大倍數(shù),即開環(huán)輸出電壓uo與兩個差分輸入端之間所加信號電壓uid之比
auo的測試方法很多。auo本來是直流電壓放大倍數(shù)。但為了測試方便,通常采用低頻(幾十赫茲以下)正弦交流信號進行測量,由于集成運放的開環(huán)電壓放大倍數(shù)很高,難以直接進行測量,故一般采用閉環(huán)測量方法,F(xiàn)如圖3所示采用交、直流電壓輸入,并且同時閉環(huán)的測試方法。被測運放一方面通過rf,r1,r2完成直流閉環(huán)。以抑制輸出電壓漂移,另一方面通過rf和rs,實現(xiàn)交流閉環(huán),外加信號vs經(jīng)r1,r2分壓使uid足夠小,以保證運放工作在線性區(qū)。為了減小輸入偏置電流的影響,同相輸入端電阻r3應(yīng)與反相輸入端電阻相匹配。
圖3-16 開環(huán)差模增益avo的測試電路
被測運放的開環(huán)電壓放大倍數(shù)為
①測試前電路應(yīng)首先消振及調(diào)零;
②為了使被測運放工作在線性區(qū),輸出信號幅度應(yīng)較小,無明顯失真;
、圯斎胄盘栴l率應(yīng)較低,一般用50~100 hz。
4.共模抑制比kcmrr
共模抑制比定義為集成運放的差模電壓放大倍數(shù)與共模電壓放大倍數(shù)之比的絕對值
共模抑制比是衡量運放優(yōu)劣很重要的參數(shù),理想運放對輸入的共模信號其輸出為零。但在實際的集成運 放中,其輸出不可能沒有共模信號的成分,輸出端共模信號愈小,kcmrr愈大,說明
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