Как проверить операционный усилитель мультиметром: Как проверить операционный усилитель. » Хабстаб

Содержание

Как проверить операционный усилитель. » Хабстаб

На днях купил в магазине операционный усилитель(ОУ) за 1.5$, пришёл домой, запаял, тишина. То что виноват в работоспособности схемы ОУ сомнений не было, поэтому выпаял купленный ОУ и решил проверить. Соединил инвертирующий вход с выходом, подал питание и напряжение на прямой вход(1V), исправный ОУ на выходе должен был выдать то, что подал ему на вход, собственно в этом и заключается проверка ОУ, а у меня на выходе ноль.

Интересно, подумал тогда, либо перегрел его когда паял, что вряд ли, либо купил неисправный. Снова пошёл в магазин, купил ещё один, но решил проверить его перед тем как запаивать и о чудо, этот то же неисправный, но теперь его хоть можно вернуть продавцу, судя по всему, у него таких целая партия…

Но разбираться времени не было, пошёл в другой магазин и купил такой же ОУ, но уже за 4$, при покупке договорились, что если он не заработает то, принесу его обратно. Пришёл домой, проверил — работает, запаял — работает. Вывод из этого можно сделать следующий, после покупки детали, перед тем как её запаивать желательно проверить, а продавец, скорее всего, заказал партию этих ОУ с Китая и когда получил, не проверил, это и понятно когда у тебя целый магазин с радиодеталями проверять все устанешь.

К чему всё это писал, после этого поискал эти ОУ на али и когда нашёл их был приятно удивлён, на те деньги, которые потратил у себя в городе чтобы купить исправный ОУ(4$) в Китае можно было купить 5 штук, но они были в корпусе soic8, а имея негативный опыт, описанный выше, конечно же, хотелось их проверить когда они придут. Решить этот вопрос можно было несколькими способами, вытравить макетку, в которую можно было впаивать ОУ каждый раз, с другой стороны, чтобы не впаивать можно было просто прижимать ОУ к плате прищепкой, уже лучше, но есть вариант ещё интереснее, так как часто приходиться иметь дело с soic8, решил поискать ZIF адаптер soic8 – dip8, тогда можно будет собрать схему на breadboard, что значительно ускорит процесс.



В общем нашел такой переходник на али за 1.7$ и это с учётом доставки. Когда ОУ пришли, переходник был уже на руках, а так как у меня в арсенале есть генератор сигналов, то проверял их по схеме из даташита.

Что интересно, все заказанные ОУ оказались исправными.
soic8 — dip8 ZIF adapter

Как проверить операционный усилитель мультиметром. Методы проверки операционного усилителя

В радиолюбительской практике нередко приходится применять ОУ, извлеченные из старых конструкций или печатных плат. Как показывает практика, совсем нелишней оказывается проверка и микросхем, приобретенных на радиорынке.
Первый метод тестирования основан на использовании ОУ как повторителя напряжения. Рассмотрим его на примере простейшего ОУ с внутренней коррекцией LM358N.


Подключение внешних выводов показано на рис. 1 а на рис.2 — схема тестирования. Для установки ОУ используется панелька DIP-8, но можно использовать и DIP-14/I6. Все детали подлаивают к панельке по возможности короткими выводами. Поскольку в одном корпусе LM358N содержится два ОУ, первоначально проверяют первый (выводы 1, 2, 3). а далее второй (5, 6, 7). Конденсатор СЗ монтируют непосредственно на панельке. Далее собирают тест-схему рис.2, подают на нее питание. Резистор R2 используется в случае, если в применяемом БП отсутствует регулировка тока защиты.


ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ


Если же она есть, то R2 не устанавливают, но ток защиты БП включают на важность тока к.з. 10…20 мА. К выходу ОУ подключают вольтметр постоянного напряжения PV с пределом 20 В. В ряде случаев элементы R1, CI, C2 можно не устанавливать. После включения переводим SA1 из одного положения в другое и наблюдаем за вольтметром. Если ОУ исправен, то в положении «1» переключателя вольтметр должен показывать почти напряжение питания, а в положении «О» — близкое к нулю.
Второй метод тестирования базируется на основе схемы включения ОУ как компаратора, т.е. сравнения двух напряжений (рис.3). К монтажу этой схемы предъявляются те же требования, что и предыдущей. С помощью R1 устанавливают напряжение в несколько волы, которое контролируют высокоомным вольтметром PV1. Примерно такое же напряжение надобно установить и резистором R2, контролируемое также высокоомным PV2.


ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ


Напряжение на выходе ОУ контролируют вольтметром PV3, причем для исправного ОУ оно будет скачкообразно изменяться от практически питающего до почти нуля при небольшом перемещении движка R1 в ту или другую сторону. Номиналы резисторов R1, R2 можно избирать любые в диапазоне от 10 кОм до 1 МОм, но они должны быть одинаковыми. Разумеется, совсем необязательно применять в рассмотренной схеме три вольтметра, это может быть один, подключаемый попеременно в три точки.
В заключение отметим, что вторая схема более универсальна, т.к. позволяет испытывать ОУ, не содержащие встроенной коррекции («противовозбудной»), без установки последней внешними элементами.

Владислав Артеменко, UT5UDJ, г Киев

Операционный усилитель (ОУ) англ. Operational Amplifier (OpAmp), в народе – операционник, является усилителем постоянного тока (УПТ) с очень большим коэффициентом усиления. Словосочетание «усилитель постоянного тока» не означает, что операционный усилитель может усиливать только постоянный ток. Имеется ввиду, начиная с частоты в ноль Герц, а это и есть постоянный ток.

Термин «операционный» укрепился давно, так как первые образцы ОУ использовались для различных математических операций типа интегрирования, дифференцирования, суммирования и тд. Коэффициент усиления ОУ зависит от его типа, назначения, структуры и может превышать 1 млн!

Схема операционного усилителя

На схемах операционный усилитель обозначается вот так:

или так

Чаще всего ОУ на схемах обозначаются без выводов питания

Вход со знаком «плюс» называют НЕинвертирующий, а вход со знаком «минус» инвертирующий. Не путайте эти два знака с полярностью питания! Они НЕ говорят о том, что надо в обязательном порядке подавать на инвертирующий вход сигнал с отрицательной полярностью, а на НЕинвертирующий сигнал с положительной полярностью, и далее вы поймете почему.

Питание операционных усилителей

Если выводы питания не указаны, то считается, что на ОУ идет двухполярное питание +E и -E Вольт. Его также помечают как +U и -U, V CC и V EE , Vc и V E . Чаще всего это +15 и -15 Вольт. Двухполярное питание также называют биполярным питанием. Как это понять – двухполярное питание?

Давайте представим себе батарейку


Думаю, все вы в курсе, что у батарейки есть “плюс” и есть “минус”. В этом случае “минус” батарейки принимают за ноль, и уже относительно нуля считают батарейки. В нашем случае напряжение батарейки равняется 1,5 Вольт.

А давайте возьмем еще одну такую батарейку и соединим их последовательно:


Итак, общее напряжение у нас будет 3 Вольта, если брать за ноль минус первой батарейки.

А что если взять на ноль минус второй батарейки и относительно него уже замерять все напряжения?


Вот здесь мы как раз и получили двухполярное питание.

Идеальная и реальная модель операционного усилителя

Для того, чтобы понять суть работы ОУ, рассмотрим его

идеальную и реальную модели.

1) идеального ОУ бесконечно большое.


В реальных ОУ значение входного сопротивления зависит от назначения ОУ (универсальный, видео, прецизионный и т.п.) типа используемых транзисторов и схемотехники входного каскада и может составлять от сотен Ом и до десятков МОм. Типовое значение для ОУ общего применения – несколько МОм.

2) Второе правило вытекает из первого правила. Так как входное сопротивление идеального ОУ бесконечно большое, то входной будет равняться нулю.


На самом же деле это допущение вполне справедливо для ОУ с на входе, у которых входные токи могут быть меньше пикоампер. Но есть также ОУ с на входе. Здесь уже входной ток может быть десятки микроампер.

3) Выходное сопротивление идеального ОУ равняется нулю.


Это значит, что напряжение на выходе ОУ не будет изменяться при изменении тока нагрузки. В реальных ОУ общего применения составляет десятки Ом (обычно 50 Ом).

Кроме того, выходное сопротивление зависит от частоты сигнала.

4) Коэффициент усиления в идеальном ОУ бесконечно большой. В реальности он ограничен внутренней схемотехникой ОУ, а выходное напряжение ограничено напряжением питания.

5) Так как коэффициент усиления бесконечно большой, следовательно, разность напряжений между входами идеального ОУ равняется нулю. Иначе если даже потенциал одного входа будет больше или меньше хотя бы на заряд одного электрона, то на выходе будет бесконечно большой потенциал.

6) Коэффициент усиления в идеальном ОУ не зависит от частоты сигнала и постоянен на всех частотах. В реальных ОУ это условие выполняется только для низких частот до какой-либо частоты среза, которая у каждого ОУ индивидуальна. Обычно за частоту среза принимают падение усиления на 3 дБ или до уровня 0,7 от усиления на нулевой частоте (постоянный ток).

Схема простейшего ОУ на транзисторах выглядит примерно вот так:


Принцип работы операционного усилителя

Давайте рассмотрим, как работает ОУ

Принцип работы ОУ очень прост. Он сравнивает два напряжения и на выходе уже выдает отрицательный, либо положительный потенциал питания. Все зависит от того, на каком входе потенциал больше. Если потенциал на НЕинвертирующем входе U1 больше, чем на инвертирующем U2, то на выходе будет +Uпит, если же на инвертирующем входе U2 потенциал будет больше, чем на НЕинвертирующем U1, то на выходе будет -Uпит. Вот и весь принцип;-).

Давайте рассмотрим этот принцип в симуляторе Proteus. Для этого выберем самый простой и распространенный операционный усилитель LM358 (аналоги 1040УД1, 1053УД2, 1401УД5) и соберем примитивную схему, показывающую принцип работы


Подадим на НЕинвертирующий вход 2 Вольта, а на инвертирующий вход 1 Вольт. Так как на НЕинвертирующем входе потенциал больше, то следовательно, на выходе мы должны получить +Uпит. Мы получили 13,5 Вольт, что близко к этому значению


Но почему не 15 Вольт? Виновата во всем сама внутренняя схемотехника ОУ. Максимальное значение ОУ не всегда может равняться положительному либо отрицательному напряжению питания. Оно может отклоняться от 0,5 и до 1,5 Вольт в зависимости от типа ОУ.

Но, как говорится, в семье не без уродов, и поэтому на рынке уже давно появились ОУ, которые могут выдавать на выходе допустимое напряжение питания, то есть в нашем случае это значения, близкие к +15 и -15 Вольтам. Такая фишка называется Rail-to-Rail, что в дословном переводе с англ. “от рельса до рельса”, а на языке электроники “от одной шины питания и до другой”.

Давайте теперь на инвертирующий вход подадим потенциал больше, чем на НЕинвертирущий. На инвертирующий подаем 2 Вольта, а на НЕинвертирующий подаем 1 Вольт:


Как вы видите, в данный момент выход “лег” на -Uпит, так как на инвертирующем входе потенциал был больше, чем на НЕинвертирующем.

Чтобы не качать лишний раз программный комплекс Proteus, можно в онлайне с помощью программы Falstad сэмулировать работу идеального ОУ. Для этого выбираем вкладку Circuits—Op-Amps—>OpAmp. В результате на вашем экране появится вот такая схемка:


На правой панели управления увидите бегунки для добавления напряжения на входы ОУ и уже можете визуально увидеть, что получится на выходе ОУ при изменении напряжения на входах.

Итак, мы рассмотрели случай, когда напряжение на входах может различаться. Но что будет, если они будут равны? Что нам покажет Proteus в этом случае? Хм, показал +Uпит.


А что покажет Falstad? Ноль Вольт.

Кому верить? Никому! В реале, такое сделать невозможно, чтобы на два входа загнать абсолютно равные напряжения. Поэтому такое состояние ОУ будет неустойчивым и значения на выходе могут принимать значения или -E Вольт, или +E Вольт.

Давайте подадим синусоидальный сигнал амплитудой в 1 Вольт и частотой в 1 килоГерц на НЕинвертирующий вход, а инвертирующий посадим на землю, то есть на ноль.


Смотрим, что имеем на виртуальном осциллографе:


Что можно сказать в этом случае? Когда синусоидальный сигнал находится в отрицательной области, на выходе ОУ у нас -Uпит, а когда синусоидальный сигнал находится в положительной области, то и на выходе имеем +Uпит. Также обратите внимание на то, что напряжение на выходе ОУ не может резко менять свое значение. Поэтому, в ОУ есть такой параметр, как скорость нарастания выходного напряжения V Uвых .

Этот параметр показывает насколько быстро может измениться выходное напряжение ОУ при работе в импульсных схемах. Измеряется в Вольт/сек. Ну и как вы поняли, чем больше значение этого параметра, тем лучше ведет себя ОУ в импульсных схемах. Для LM358 этот параметр равен 0,6 В/мкс.

При участии Jeer

Всем привет. Сегодня предлагаю вашему вниманию краткую заметку по покупке OPA627U.

Бродя по ebay и прицениваясь к качественным ОУ, наткнулся на достаточно дешёвые OPA627U (2шт/лот), в состоянии б/у.
Так как это вполне ходовой и при этом дорогой ОУ, китайцы подделывают его не стесняясь. Вот например разбор такой ситуации:

В связи с этим, брать в таких местах дорогие компоненты, будь это операционник или например мощный драйвер для Mosfet, стрёмно (проверено на собственном негативном опыте).

При этом, продавцы либо продают ОУ за бесценок (тут 99% подделка), либо очень дорого (тогда какой смысл тогда брать у них, если в оффлайне цена примерно такая же?). Про Aliexpress лучше промолчать… Хоть и выиграешь диспут, но время потратишь.

Цена на новый ОУ, в надёжных магазинах, около 25$ за штуку: , здесь же два за 6.5$ (доставка платная 4$).

Сабж привлёк меня тем что он вроде как б/у, и при этом у продавца достаточно много заказов без негативных отзывов.
Продавец шлёт сразу два ОУ, что весьма удобно. Судя по всему, они у него уже заканчиваются.

Итак, что же прислали (извиняюсь за плохенькое качество фото):


Насколько можно видеть, ОУ действительно б/у, по крайней мере паянные (на глаз кстати сложно заметить), но в очень хорошем состоянии. Насколько я понимаю, год выпуска — 2000.

Проверка ОУ.

В поисках информации о проверке оригинальности таких ОУ, я наткнулся на следующий топик с вегалаба:

Наверное, самым правильным способом проверки тут было бы тестирование на заявленные шумы, с использованием осциллографа (насколько я понимаю с учётом шумов по питанию). К сожалению, у меня такой возможности пока нет.
В итоге проверил сопротивление между 1 и 5 ногами микросхемы, на каждом ОУ, вот что получилось:



Как видим, в сопротивление в районе 50кОм, типо оригинал).

Данные ОУ, я проверил, они работают нормально. Про аудио тесты я писать не стану, дабы не разводить споры, да и не успел я ещё их погонять серьёзно, только проверил работоспособность.

Кроме этого, пока что жду переходники под них (to DIP8): , что бы погонять этот хвалёный ОУ в разных тестах, именно при прослушивании музыки.

Надеюсь, тем кто искал этот ОУ за вменяемые деньги эта заметка поможет, так как сабж похож на оригинал.

Планирую купить +13 Добавить в избранное Обзор понравился +26 +42

Существует большое разнообразие данных микросхем, и они несовместимы между собой по расположению выводов. Эти микросхемы можно проверить, задав рабочий режим, что можно сделать на специально собранном для конкретного случая стенде, куда микросхема подключается при помощи универсальной контактной панельки, либо же проверку проводить уже в составе собранной на них схеме. Второе более удобно, так как требуег меньше времени.

Теперь непосредственно о проверке. Прежде всего, надо измерить уровни питающих напряжений, напряжения на входах микросхемы, атакже на выходе (цифровым вольтметром). Обычно, если известны номиналы резисторов отрицательной обратной связи, то, посчитав коэффициентусиления, можно сделать выводы о том, что должно быть на выходе и с каким знаком, конечно, если это линейный усилитель.

Сомнения могут возникнуть при проверке более сложных схем (интеграторов, автогенераторов и др.). В этом случае можно воспользоваться другим методом. Как вы знаете, любой операционный усилитель легко заставить работать в режиме компаратора. Для этого мы можем временно подать поочередно на прямой и инверсный входы микросхемы от внешнего источника небольшое напряжение через ограничивающий ток резистор (рис. 6.17). Напряжение на выходе «операционника» при этом надо контролировать цифровым вольтметром или осциллографом (при нормальной работе мы увидим переключение выхода).

Рис. 6.17. Принцип проверки операционных усилителей

Осциллограф для проведения таких измерений более удобен, так как он дает возможность обнаружить не только изменение уровней на выходе, но и наличие непредусмотренного самовозбуждения каскадов (автогенерацию).

Источник: Радиолюбителям: полезные схемы. Книга 6. — M / СОЛОН-Пресс, 2005. 240 с.

Related Posts

В табл. 1.4 и 1.5 представлены электрические характеристики сол­нечных модулей и батарей. Таблица 1.4. Электрические характеристики солнечных модулей отечественного производства ФСМ-50 50 21 2,95 10720 ФСМ-55 55 21 3,15 1028x450x28…….

В исправном элементе при прозвонке между силовыми цепями должно быть бесконечно большое сопротивление, а между управляющим электродом и одним из выводов (катодом у тиристо- pa) небольшое сопротивление (от 30 до…….

Чтобы в труднодоступных местах быстро закрутить маленькие винты (и не потерять их при отвинчивании) потребуется отвертка с магнитом. Такую отвертку несложно сделать из обычной. Достаточно намотать на стержень отвертки 100-200…….

Будьте осторожны, обезопасьте себя от ударов током или разъединения разъемов и частей стиральной машины при поиске неисправностей. Соблюдайте меры электробезо­пасности! Прежде всего, проверьте соединения каждого разъема. Если вы заменяете PWB…….

дистанционного управления (ПДУ) В пультах 90% занимают дефекты двух типов: 1) некоторые кнопки не работают (обычно те, которые часто нажимали). В этом случае необходимо вырезать кусочек фольги и…….

При налаживании различных схем с применением операционных усилителей (ОУ) возникает необходимость предварительно, до установки на плату, проверить ОУ на работоспособность по принципу годен.негоден. Как видно из схемы, приведенной на рис.1, проверяемый ОУ включен повторителем напряжения, на неинвертирующий вход которого с выхода усилителя подается напряжение через трехзвенный цепочечный RC-четырехполюсник с нулевым сдвигом фазы.

Этот генератор вырабатывает колебания, близкие по форме к прямоугольным. Так как выходной ток ОУ широкого применения обычно недостаточен для яркого свечения светодиодов, то на выходе ОУ включен усилитель тока, выполненный по двухконтактной схеме на транзисторах с разным типом проводимости. При исправном ОУ светодиоды поочередно светятся. Если горит один из светодиодов, то такой усилитель негоден.
Для питания схемы использован двуполярный источник питания с номинальным напряжением для большинства типов ОУ.
В данной схеме можно проверить операционные усилители КР140УД608 (К140УД6), КР140УД708 (К140УД7), К140УД18, К544УД1, а также другие с учетом их цоколевки и при необходимости цепей частотной коррекции.
Схему проверки можно смонтировать на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита размерами 55х42,5 мм и толщиной 1,5 мм. Расположение токопроводящих дорожек на плате и радиоэлементов показано на рис.2. Пассивные элементы любого типа, например, конденсаторы С1.С3 типа К73-17, конденсаторы С4, С5 типа К10-17, резисторы мощностью 0,125 или 0,25 Вт. Светодиоды любого типа видимого излучения с любым цветом свечения. Яркость свечения их устанавливают подбором R4.
Данную схему можно использовать как «мигалку» даже с лампами накаливания.
Для этого при необходимости транзисторы VT1, VT2 выполняют составными и подбирают напряжение питания под тип применяемых ламп.
Литература РАДІОАМАТОР 6.2000

  • Похожие статьи

Войти с помощью:

Случайные статьи
  • 05.10.2014

    Данный предусилитель прост и имеет хорошие параметры. Эта схема основана на TCA5550, содержащий двойной усилитель и выходы для регулировки громкости и выравнивания ВЧ, НЧ, громкости, баланса. Схема потребляет очень малый ток. Регуляторы необходимо как можно ближе расположить к микросхеме, чтобы уменьшить помехи, наводки и шум. Элементная база R1-2-3-4=100 Kohms C3-4=100nF …

  • 16.11.2014

    На рисунке показана схема простого 2-х ваттного усилителя (стерео). Схема проста в сборке и имеет низкую стоимость. Напряжение питания 12 В. Сопротивление нагрузки 8 Ом. Схема усилителя Рисунок печатной платы (стерео)

  • 20.09.2014

    Его смысл pазличен для pазных моделей винчестеpов. В отличие от высокоуpовневого фоpматиpования — создания pазделов и файловой стpуктуpы, низкоуpовневое фоpматиpование означает базовую pазметку повеpхностей дисков. Для винчестеpов pанних моделей, котоpые поставлялись с чистыми повеpхностями, такое фоpматиpование создает только инфоpмационные сектоpы и может быть выполнено контpоллеpом винчестеpа под упpавлением соответствующей пpогpаммы. …

Схема пробника для проверки годности операционных усилителей (ОУ)

Для того чтобы быть уверенными в пригодности операционного усилителя для радиоэлектронного устройства и не мучиться с налаживанием, его следует проверить хотя бы с помощью пробника, схема которого представлена на рис. 1.

Принципиальная схема

С помощью пробника можно проверить практически все наиболее часто используемые в практике радиолюбителя ОУ, кроме тех, выходное сопротивление которых сравнимо или больше сопротивления резистора R7, например, микромощные ОУ К140УД12, К153УД4.

 

Рис. 1. Принципиальная схема пробника для проверки работоспособности операционных усилителей (ОУ).

Проверяемый операционный усилитель подключается к гнездам разъема XS1, например, как ОУ К140УД2 на схеме. В результате получаем релаксационный генератор, который вырабатывает прямоугольные импульсы (меандр) с частотой 1…2 Гц.

Питание генератора осуществляется от параметрического стабилизатора Rl, D1. Если ОУ годный, то заработает генератор и начнет вспыхивать в такт с частотой генерируемых импульсов светодиод HL1.

В противном случае генератор работать не будет, а светодиод в зависимости от причины неисправности будет либо гореть непрерывно, либо вовсе не вспыхнет.

Детали и печатная плата

В пробнике можно применить такие детали, кроме указанных на схеме, транзисторы КТ312А…КТ312В, КТ315А, КТ315В…КТ315И, КТ503А…КТ503Е, диоды КД521А…КД521Г, КД103Б, стабилитрон Д814Г или ему подобный. В качестве разъема XS1 используется монтажная панель для микросхем, тип корпуса 2103.16.

Все детали устройства монтируются на печатной плате размером 60×40 мм, вырезанной из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1…1,5 мм (рис. 2).

Рис. 2. Печатная плата (а) и монтаж на ней деталей (б) пробника для проверки ОУ.

Налаживание

Правильно собранный пробник особой наладки не требует.

Литература: В.М. Пестриков. Энциклопедия радиолюбителя.

Как проверить на оригинальность операционный усилитель OPA627U

Всем привет. Сегодня предлагаю вашему вниманию краткую заметку по покупке OPA627U.
Бродя по ebay и прицениваясь к качественным ОУ, наткнулся на достаточно дешёвые OPA627U (2шт/лот), в состоянии б/у.
Так как это вполне ходовой и при этом дорогой ОУ, китайцы подделывают его не стесняясь. Вот например разбор такой ситуации: habrahabr.ru/company/zeptobars/blog/218571/

В связи с этим, брать в таких местах дорогие компоненты, будь это операционник или например мощный драйвер для Mosfet, стрёмно (проверено на собственном негативном опыте).

При этом, продавцы либо продают ОУ за бесценок (тут 99% подделка), либо очень дорого (тогда какой смысл тогда брать у них, если в оффлайне цена примерно такая же?). Про Aliexpress лучше промолчать… Хоть и выиграешь диспут, но время потратишь.

Цена на новый ОУ, в надёжных магазинах, около 25$ за штуку: www.digikey.com/product-detail/en/texas-instruments/OPA627AU/OPA627AU-ND/301329, здесь же два за 6.5$ (доставка платная 4$).

Сабж привлёк меня тем что он вроде как б/у, и при этом у продавца достаточно много заказов без негативных отзывов.
Продавец шлёт сразу два ОУ, что весьма удобно. Судя по всему, они у него уже заканчиваются.

Итак, что же прислали (извиняюсь за плохенькое качество фото):




Насколько можно видеть, ОУ действительно б/у, по крайней мере паянные (на глаз кстати сложно заметить), но в очень хорошем состоянии. Насколько я понимаю, год выпуска — 2000.

Проверка ОУ.

В поисках информации о проверке оригинальности таких ОУ, я наткнулся на следующий топик с вегалаба:
forum.vegalab.ru/showthread.php?t=58594

Наверное, самым правильным способом проверки тут было бы тестирование на заявленные шумы, с использованием осциллографа (насколько я понимаю с учётом шумов по питанию). К сожалению, у меня такой возможности пока нет.
В итоге проверил сопротивление между 1 и 5 ногами микросхемы, на каждом ОУ, вот что получилось:


Как видим, в сопротивление в районе 50кОм, типо оригинал).

Данные ОУ, я проверил, они работают нормально. Про аудио тесты я писать не стану, дабы не разводить споры, да и не успел я ещё их погонять серьёзно, только проверил работоспособность.

Кроме этого, пока что жду переходники под них (to DIP8): ebay.com/itm/322480866704, что бы погонять этот хвалёный ОУ в разных тестах, именно при прослушивании музыки.

Надеюсь, тем кто искал этот ОУ за вменяемые деньги эта заметка поможет, так как сабж похож на оригинал.

Тестер поддельных операционных усилителей (с Aliexpress) — Eddy site

Недавно на форуме vrtp.ru известный энтузиаст строительства металлодетекторов с ником DELAMORTO пожаловался, что в схеме моего импульсного детектора «Питон» работают очень не многие операционные усилители. Для меня это было сюрпризом — аппарат я разрабатывал ставя перед собою цель сделать максимально простой и легкий для повторения металлоискатель, который работает сразу после безошибочной сборки. Выяснение подробностей навело на мысль, что наши китайские коллеги, склонные к чрезмерной экономии и оптимизации производства, могли под видом необходимых для повторения «Питона» усилителей TL072 — TL082 продавать перемаркированные операционные усилители других моделей, более дешевых. На моё предложение выслать мне образцы сбойных деталей уважаемый DELAMORTO выразил согласие и я получил образцы (фото одного из них как раз я разместил в качестве ссылки на этот пост). При хорошем увеличении видно, что надпись сделана кустарным способом с помощью лазерного гравера из DVD (на Али они продаются примерно за $100). Оригинальное фото одной из микросхем со следами перемаркировки тут  или тут.  Почитав даташиты производителей и проведя ряд экспериментов с полученными перемаркированными операционными усилителями, я убедился, что по своим электрическим характеристикам они соответствуют широко распространенным LM358, которые стоят значительно дешевле, чем TL072.
Результатом экспериментов стал этот тестер, позволяющий проверить скоростные параметры операционных усилителей.

Вот что внутри поддельных микросхем находится (можно воспользоваться переводчиком Google):
https://halestrom.net/darksleep/blog/038_fakeopamp/

Схема прибора очень проста и не содержит дефицитных деталей. При сборке без ошибок начинает работать сразу. Для тестирования усилителя, вызывающего сомнения, необходимо вставить его в панельку устройства и подать питание более 7в на входные контакты 78L05 (в походных условиях на рынке или магазине для этого хорошо подойдет батарея типа «Крона»). Прибор примерно за пару секунд проводит необходимые тесты и отображает светодиодами результат.

  • Если загорелся зеленый светодиод, в панельке устройства оригинальный TL072 или TL082.
  • Если зеленый светодиод мигает двойными вспышками, то в панельке более медленный операционный усилитель, близкий по скоростным параметрам к TL062.
  • Если зеленый светодиод медленно зажигается и гаснет, то в панельке что-то близкое по параметрам к LM358.
  • Если зеленый  и красный светодиоды быстро перемаргиваются, то либо в панельке неисправный операционный усилитель, либо при сборке устройства была допущена ошибка.

  

Файл с прошивкой и платами тестера операционных усилителей можно скачать тут

Если у Вас возникнут вопросы или Вы захотите связаться со мной, сделайте это с помощью формы на страничке «Обратная связь»

⚡️Операционный усилитель как работает | radiochipi.ru

На чтение 7 мин Опубликовано Обновлено

Во многих аналоговых схемах применяются операционные усилители.

В данной статье на сайте radiochipi.ru речь пойдёт именно об этом. Изучая цифровую электронику мы привыкли воспринимать логические элементы, как некие “черные ящички”, “кулики” из которых складываются схемы. Мы знаем их свойства, но не задумываемся над их внутренним содержанием.

Так и есть, давно принято, что цифровая схема состоит из логических элементов, а не из транзисторов и диодов. Такое отношение сформировалось и к операционным усилителями, таким элементам аналоговой техники.

Конструируя схему на ОУ или собирая готовую конструкцию, мы воспринимаем операционный усилитель (ОУ) как «ящик» с известными свойствами, и редко задумываемся над ого содержимым. Именно по этому, на схемах с ОУ уже давно никто не рисует схемы самих ОУ, а только их графическое обозначение (рис.1).

Если операционный усилитель подробно описывать, нажав на теорию, то получится хороший материал, если не для диссертации, то для дипломной работы ВУЗа (впрочем, как и в случае с простым транзисторным ключом). Мы же преследуем другую задачу, понять как он работает и что мы с этого можем иметь. Если, же кому-то не хватит теории, то можно обратиться к ВУЗовским учебникам.

И так, операционный усилитель

— это элемент аналоговой электроники, так и будем его изучать. А в качестве «подопытного кролика» возьмем наиболее распространенную на нынешний день “модель” — КРН0УД608 (рис.1). Корпус КР140УД608 похож на разломанный пополам 16-вы водный корпус какой-то цифровой микросхемы (рисунок 1).

Он как раз в два раза короче чем, например, К561ИЕ10. С каждой из сторон по четыре вывода Ключ (точка, углубление, паз) расположен у торца от первого вывода. У любого операционного усилителя есть два входа и один выход. Входы разнополярные, у нашего “кролика” на вывод 3 выведен ПРЯМОЙ вход, а на вывод 2 — ИНВЕРСНЫЙ (выход — вывод 6).

Операционный усилитель усиливает сигнал приложенный к одному из его входов относительно другого, вернее, получается, что входной сигнал и есть разность потенциалов между его входами (или ток между его входами). Чтобы понять как этот выглядит на практике, можно собрать схему, показанную на рисунке 2.

В качестве элементов питания используем две “плоские” батарейки по 4.5 В каждая; включив их последовательно, и сделав вывод от середины (питание двуполярное). Контролировать напряжение будем все тем же мультиметром, а еще лучше двумя мультиметрами (типа М-838 или другими).

И так, в схеме на рисунке 2 инверсный вход (вывод 2) соединен с общим проводом (с средним выводом источника питания), а на прямой вход (вывод 3) подаем напряжение от переменного резистора R1. Вращая R1 и измеряя напряжение на выходе ОУ и на движке R1 можно понять, что установить R1 в такое положение, чтобы как выходе был 0V очень сложно (почти невозможно).

Если напряжение на движке R1 чуть больше 0V (чуть больше напряжения на инверсном входе), то на выходе будет около +4V, а если это напряжение чуть меньше 0V (отрицательное относительно общей точки источника питания), то на выходе будет (-4V). Теперь сменим точку подключения минусового провода мультиметра (рис. 3).

Теперь получается, что если напряжение на движке резистора R1 чуть больше 4,5 V. то на выходе будет примерно 8.5V, а если напряжение на движке R1 чуть меньше 4,5V, то на выходе будет примерно 0,5V. Таким образом, мы вернулись обратно к цифровой технике если на прямом входе напряжение больше чем на инверсном, то на выходе получается логическая единица, а если напряжение на прямом входе ниже чем на инверсном, то на выходе логический ноль (вот так от аналоговой до цифровой один шаг).

Теперь ради чистоты эксперимента, можно поменять местами подключения входов ОУ, и опять все проверить. Зависимость, изложенная выше подтвердится. Таким образом, если напряжение на прямом входе больше, то и на выходе оно тоже больше, а если напряжение на инверсном входе больше, то на выходе оно меньше. В этом и состоит разница между прямым и инверсным входами.

Так работает аналоговый компаратор, он служит для сравнения разных напряжений, поданных на его входы. В таком включении (рис.2, рис.3) коэффициент усиления ОУ стремится к бесконечности (около 30000). Но для работы в аналоговых схемах обычно требуется не компаратор, а усилитель, причем нужно чтобы коэффициент усиления этого усилитель можно было устанавливать “по вкусу”.

Чтобы операционный усилитель перестал быть компаратором необходимо ввести отрицательную обратную связь между его выходом и инверсным входом. Так и поступим, отключим инверсный вход от общего провода источника питания и подсоединим его к выходу (рисунок 4).

Теперь от огромного коэффициента усиления не осталось и следа. Коэффициент усиления в схеме на рис. 4 равен 1. То есть напряжение на выходе меняется точно так же как и напряжение на прямом входе. ОУ только повторяет входной сигнал и по напряжению его не усиливает. Все дело в том, что ООС стопроцентная.

Чтобы можно было установить любой желаемый коэффициент усиления нужно включить ОУ по схеме, показанной на рисунке 5 (или на рисунке 6). А коэффициент усиления будет определяться соотношением левой и правой (по схеме) частей переменного резистора R3 (рис. 5, рис 6) относительно точки расположения его движка. То есть, коэффициент усиления ОУ будет равен, для рисунка 5:

Ку =1*(R3np / R3n)
для рисунка 6:
Ку = —(R3np/R3n)
Где R3np — сопротивление правой части R3, а R3n — сопротивление левой части R3.

Входное сопротивление усилителя по рис. 6 будет равно R3n.
Входное сопротивление усилителя по рис. 5 определяется, в основном, входным сопротивлением прямого входа ОУ. И так, две типовые схемы включения любого операционного усилителя рисунок 7.

Эти схемы рассчитаны на работу с постоянным входным напряжением приложенным относительно общего провода питания, хотя конечно, они будут работать и с переменным входным напряжением, если оно не имеет постоянной составляющей.

Если переменное входное напряжение имеет постоянную составляющую (например, снимается с коллектора транзистора предварительного усилительного каскада), её необходимо удалить включив на входе разделительный конденсатор (рис. 8).

Существенный недостаток схем, показанных на рисунках 7 и 8 это необходимость в двухполярном источнике питания. Чтобы питать ОУ от однополярного источника, нужно его немного “обмануть”, сделать такую схему, в которой будет некоторое постоянное напряжение, равное половине напряжения питания, и подключать к этому напряжению его входы, как-бы к общему проводу питания. Если нужно усиливать только переменное напряжение, то такой “обман” вполне проходит.

На рисунке 9 показана схема инвертируеющего усилителя на ОУ, работающем с однопопярным питанием. Резисторы R3 и R4 имеют одинаковые сопротивления, и напряжение в точке их соединения будет равно половине напряжения питания. Эту точку соединяем в прямым входом ОУ, а конденсатор С2 подавляет различные помехи, которые могут иметь место в этой цепи.

Если нам нужен неинвертирующий усилитель, схема будет такая как на рисунке 10. В этом случае входное сопротивление будет практически равно сопротивлению каждого из резисторов R3 и R4.
Конденсатор С2 выполняет роль разделительного. Он пропускает переменный ток, и ООС зависит от сопротивлений R1 и R2. по переменному току, устанавливая требуемый коэффициент усиления по переменному току.

По постоянному току R1 как бы отсутствует, и инверсный вход соединен с выходом через R2, поэтому глубина ООС по постоянному току почти равна 100%, а, следовательно, коэффициент усиления по постоянному току такой схемы равен 1. Следует учесть, что в схемах на рис. 9 и 10 коэффициент усиления зависит не только от соотношения R1 и R2, но и от емкости разделительного конденсатора (С1 для рис. 9, С2 для рис. 10), поскольку С2 (рис. 10)

имеет реактивное сопротивление, складывающееся с сопротивлением R1, так что, коэффициент усиления будет зависеть от частоты входного сигнала, увеличиваться при её увеличении и уменьшаться при её уменьшении. Компаратор тоже может быть с однополярным питанием (рис.11).

Для экспериментов кроме операционного усилителя КР140УД608 можно использовать и другие ОУ, на рисунке 12 приводятся цоколевки других популярных ОУ. В качестве источника питания можно использовать две “батарейки” по 4,5 В каждая, например, 312S. 3R12. Переменные резисторы могут быть от 100 килоом до 1 мегаома.

Цепь операционного усилителя не работает должным образом

Нашел в сети схему, которая должна точно выполнять то, что я хочу (управлять вентилятором охлаждения), но он постоянно включен. Не уверен, есть ли ошибка в схеме или есть что-то еще, что я пропустил.

Если термистор «холодный», вентилятор должен быть выключен. Когда он нагревается, вентилятор должен включиться. В данный момент вентилятор всегда включен. Я дважды проверил свою проводку и т.д., и я уверен, что она у меня согласно рисунку. Я заменил R4 на 10K триммер, чтобы позволить настройку временного триггера.

Вот принципиальная схема:

Вот статья, из которой я работаю .

ОБНОВЛЕНИЕ: Сделано моделирование (с использованием Qucs), чтобы увидеть, как должна вести себя схема . Я использовал фактические значения резистора, которые я измерял мультиметром (см. Обсуждение ниже). Вот скриншот:

(примечание: я не смог найти вентилятор в мусорном баке, поэтому вставил диод для эффекта)

Может ли быть проблема терминала с операционным усилителем, который портит уровни напряжения? Это совершенно новый, но это не значит, что он не был статическим ударом.

ДРУГОЕ ОБНОВЛЕНИЕ: решил использовать Qucs, чтобы увидеть, что может сделать схема, если термистор был «нагрет». Выбрав значение для R1 случайным образом, он пришел к следующему: это моделирование показывает, что смещение операционного усилителя изменяется, чтобы произвести «низкий» выходной сигнал, однако база Q1 все еще высока и вызывает падение вентилятора примерно на 2,4 В. Для тех, кто следит за разговором с @vicatcu ниже, это говорит о том, что в схеме может быть уровень проектирования. Кто-нибудь знает, что еще может удерживать Q1 в положении «ВКЛ»?

741 OP-AMP Лист данных

ОБНОВЛЕНИЕ № 3: Используя некоторые из приведенных указателей, мне удалось создать рабочую симуляцию схемы.

Верхняя цепь имеет термистор «холодный» и, кроме тока утечки, вентилятор практически «выключен»! Нижняя цепь показывает термистор «горячий» с удобным 11,4В, управляющим им. Хитрость в том, как этого добиться, используя один источник питания! Я намеревался использовать один блок питания 12 В для управления цепью. Эти схемы имеют двойное питание. Я попытался смоделировать с делителем напряжения, чтобы разделить напряжение от одного источника, однако, когда термистор падает, когда он «горячий», он перетаскивает напряжение в цепи примерно до 2 В, а вентилятор получает около 0,8 В. Не совсем «ВКЛ». У меня есть несколько запасных 9-вольтовых блоков питания, поэтому я могу использовать 12-вольтовый и 9-вольтовый блоки питания для питания схемы в описанной выше конфигурации, но если мне удастся избежать использования одного источника, это было бы идеально.

ОБНОВЛЕНИЕ № 4: Вот примерный график сопротивления термисторов при изменении температуры (в градусах Цельсия)

Операционный усилитель

— Схема операционного усилителя работает не так, как хотелось бы

Я бы добавил пару предложений по дизайну:

  1. Вы используете 741 OP-AMP, который не является Rail-to-Rail, и вы используете его для управления базой транзистора: происходит то, что когда на выходе 741 высокий уровень, он будет примерно при Vcc — 1В, этого достаточно, чтобы транзистор оставался включенным. {ON}} \ simeq 0.2 + 0,6 \ simeq 0,8 В \ $.

    !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

    ОБНОВЛЕНИЕ 2 : Теперь я вижу, что вы запитываете свою схему при +12 В / 0 В, это НЕ точное напряжение питания, указанное для 741 OPAMP: для этого требуется двухканальный, \ $ \ pm 15V \ $ исправить это в первую очередь.

    Вы можете видеть, как ваш OPAMP выдает 10 В вместо 12 и 1,2 В вместо 0; первый, с перепадом сопротивления резистора, делает транзистор всегда включенным, так как вы можете видеть, что базовое напряжение составляет 11 В, чего достаточно, чтобы держать его включенным.

    А … зачем диод имитировал вентилятор ??? Кажется, совсем другая нагрузка.

    ОБНОВЛЕНИЕ К ОБНОВЛЕНИЮ:

    Я рад, что это работает, по крайней мере, симуляция: тем не менее, вы все еще используете единственную подачу рельса (+12: 0, +15: 0). 741 требует +15: -15, поэтому лучше всего ЗАМЕНИТЬ OPAMP . Это совсем не дорого, и вы можете использовать Rail-to-Rail (опять же), что лучше для приложений с однополярным питанием, до 3,3 В, если вам это нужно; или, в вашем случае, +12 или +5.

    Это вариант, здесь его много, вам остается только выбрать, в первую очередь исходя из доступности для ваших целей. Для симулятора тоже можно найти множество вариантов.

    Тестирование операционных усилителей

    Операционный усилитель может работать в самых разных сферах, поэтому он может быть определяющим элементом в электронных схемах любой сложности. Приложения выходят далеко за рамки усиления. Поскольку они являются почти идеальными усилителями постоянного тока, операционные усилители подходят для фильтрации, преобразования сигналов и для выполнения таких математических операций, как сложение, вычитание, дифференцирование и интегрирование.

    Операционные усилители имеют практически бесконечное входное сопротивление, что означает, что ток, протекающий на их входах, исчезающе близок к нулю. Устройство проверяет напряжение на этих контактах, а затем решает, что делать с единственным выходным контактом, который имеет практически нулевой выходной импеданс.

    Принимая во внимание разницу в сигнальном напряжении на входных клеммах, операционный усилитель умножает ее на коэффициент усиления, присущий конкретному устройству. Особенностью операционного усилителя является то, что это усиление, когда устройство находится в конфигурации с разомкнутым контуром, удивительно велико — до миллиона.Этот параметр существенно снижается, когда устройство используется в замкнутой конфигурации с отрицательной обратной связью. Тем не менее, с таким высоким коэффициентом усиления остается много места как для отрицательной обратной связи, так и для усиления.

    Когда операционный усилитель подключен извне в конфигурации с отрицательной обратной связью, всегда будут применяться два простых принципа:

    • Выход будет реагировать на разницу напряжений между двумя входами, чтобы сделать его нулевым. Важно понимать, что фактическое напряжение на входах не изменяется.Что происходит, так это то, что устройство принимает к сведению состояния напряжения на входах, а затем регулирует выходную клемму так, чтобы внешняя сеть пыталась сместить разность напряжений на входах до нуля.

    • Входы с бесконечным сопротивлением не потребляют ток.

    Из двух входов с высоким импедансом один известен как инвертирующий терминал, отмеченный знаком минус, а другой — неинвертирующий терминал, отмеченный знаком «плюс». Важно понимать, что эти контакты не обязательно должны быть положительными или отрицательными по отношению друг к другу, как контакты источника питания.Знаки обозначают только инвертирующий (-) и неинвертирующий (+), поскольку они относятся к (обычно) одиночному выходу.

    Выходная клемма может потреблять или подавать напряжение или ток. Выходной сигнал равен входному сигналу, умноженному на усиление. В зависимости от состояния входа и выхода существует четыре возможных режима работы:
    • Напряжение, когда входное и выходное напряжения меняются. Это, безусловно, наиболее распространенный режим работы.
    • Ток, когда входной и выходной токи меняются.
    • Крутизна при изменении входного напряжения и выходного тока.
    • Транссопротивление при изменении входного тока и выходного напряжения.
    Некоторые из распространенных приложений для операционных усилителей:

    • В качестве буфера: между схемами или каскадами можно вставить операционный усилитель в качестве повторителя напряжения, чтобы выполнять функцию буферизации с единичным усилением. Нет инверсии или усиления сигнала. Единственная цель — обеспечить изоляцию и предотвратить нагрузку на цепь. В этой конфигурации выход напрямую подключен к входу, поэтому V на входе = V на выходе .Если бы в этой линии был резистор или какой-либо импеданс, коэффициент усиления был бы большим, и схема не работала бы в качестве буфера.

    • В качестве инвертора: Когда вход + подключен к земле, а вход — подключен к средней точке резистивного делителя напряжения, конечные точки которого находятся в В на входе и В на выходе . Эта схема инвертирует сигнал, но не усиливает его, то есть коэффициент усиления = 1, когда два резистора равны.

    • Как неинвертирующий усилитель: Когда выходной сигнал подключен к неинвертирующему (+) входу, а инвертирующий вход подключен к средней точке резистивного делителя напряжения, который проходит от земли к выходу.Есть усиление без инверсии.

    • В качестве инвертирующего усилителя: когда вход + заземлен, а вход — подключен к средней точке аналогичного делителя напряжения.

    • Как мостовой усилитель: В этой интересной схеме инвертирующая и неинвертирующая схемы усилителя объединяются в мостовой усилитель. Два выхода подключены к нагрузочному резистору.

    В идеальном операционном усилителе с разомкнутым контуром усиление бесконечно, но всегда есть внутренняя внутренняя обратная связь, поэтому этот бесконечный уровень на самом деле никогда не возникает.Реальная сумма, скорее всего, будет в обе стороны от 100000. Тем не менее, это астрономия по сравнению с миром транзисторов.

    Входное сопротивление операционного усилителя также бесконечно, но этот параметр изменяется входным током утечки, иногда в миллиамперном диапазоне. Этого высокого значения достаточно, чтобы предотвратить нагрузку на предыдущую схему, что является одним из главных преимуществ операционного усилителя.
    Точно так же низкий (идеальный нулевой) выходной импеданс во всей его неограниченной полосе пропускания означает общую стабильность и надежность оборудования.

    Две важные реализации операционных усилителей — это усилитель-дифференциатор и усилитель-интегратор. Дифференциация — это математическая операция, в которой зависимая переменная прямо пропорциональна скорости изменения независимой переменной во времени. Придерживаясь этого определения, если вход заменяется независимой переменной, а выход заменяется зависимой переменной, мы можем построить электронную схему, которая будет имитировать математическую операцию, описанную выше, — дифференциатор, построенный с использованием операционного усилителя.

    Параллельная ситуация существует в отношении интегрирования, математического процесса, реализуемого в электронном виде, при котором выход реагирует на изменения входных данных с течением времени. Интеграцию можно легко продемонстрировать графически, нарисовав форму сигнала, отображаемую на экране осциллографа, во временной области. Амплитуда представлена ​​относительно оси Y, а время — относительно оси X. Интеграция — это процесс измерения площади под результирующей кривой. При этом мы находим произведение амплитуды и времени.

    Схема интегратора аналогична инвертирующему усилителю на операционном усилителе, за исключением того, что чисто резистивный элемент обратной связи заменен частотно-зависимым импедансом, то есть конденсатором. Поскольку интегрирование зависит от времени, RC-цепь, которая находится в цепи отрицательной обратной связи, создает интегрирующую функцию.

    Дифференцирующий усилитель аналогичен интеграционному усилителю, за исключением того, что емкость находится перед инвертирующим входом. Дифференциатор операционного усилителя по своей природе нестабилен на высоких частотах и ​​подвержен гармоникам и шумам, исходящим от предыдущего каскада.

    Если на входе дифференциатора на базе операционного усилителя подается синусоида, на выходе будет косинусоидальная волна. Прямоугольная волна на входе дает пики там, где происходят входные переходы, а треугольная волна проявляется на выходе как прямоугольная волна.

    Существует множество важных параметров операционного усилителя. Они включают ток смещения, напряжение и ток смещения, а также передаточную функцию операционного усилителя. В частности, измерения передаточной функции операционного усилителя можно настроить с помощью осциллографа, генератора сигналов или произвольных функций, а также простой схемы.AWG генерирует треугольную волну, используемую в качестве входа для тестируемого операционного усилителя (DUT) и для управления горизонтальным отклонением осциллографа. Выход ИУ подается на вертикальный вход осциллографа.

    ИУ возбуждается треугольной волной 16 Гц ± 2,5 мВ, полученной из выходного сигнала ± 5 В генератора AWG с помощью резисторов делителя напряжения. Другой операционный усилитель в схеме работает как повторитель напряжения и как интегратор. Когда S1 замкнут, на 0,1

    появляется напряжение. Типичная передаточная функция операционного усилителя, определенная испытательной схемой.Конденсатор

    мкФ равен напряжению смещения усилителя, умноженному на коэффициент усиления контура обратной связи. Когда переключатель размыкается, заряд, накопленный на конденсаторе, продолжает обеспечивать напряжение смещения. Операционный усилитель также суммирует треугольный тестовый сигнал с напряжением коррекции смещения и подает эту сумму на вход ИУ через схему ослабляющих резисторов. Этот вход разворачивает вход ИУ на ± 2,5 мВ вокруг напряжения смещения.

    Результирующий дисплей осциллографа представляет собой график зависимости V в от V из и предоставляет информацию об усилении, линейности усиления и размахе выходного сигнала.Коэффициент усиления отображается как наклон ΔV из / ΔV в передаточной функции. Линейность усиления — это изменение крутизны V на выходе / V на дисплее в зависимости от выходного напряжения. Такой дисплей полезен для обнаружения кроссоверных искажений в выходном каскаде класса B. Размах выходного сигнала измеряется как отклонение передаточной функции по вертикали на крайних точках дисплея.

    Усилитель подключается как неинвертирующий усилитель с единичным усилением.Выход усилителя управляет дифференциальными входными резисторами для ИУ. Усилитель выполняет две функции; для обеспечения коррекции напряжения смещения на входе DUT и подачи на вход DUT треугольной волны ± 2,5 мВ с центром относительно напряжения смещения.

    В схеме есть еще несколько компонентов. Резистор и два диода необходимы для управления функцией интегратора, когда тестируемое устройство отсутствует или оно неисправно. Резистор обеспечивает обратную связь по постоянному току в отсутствие тестируемого устройства и сбрасывает интегратор
    на ноль.Два диода ограничивают вход интегратора примерно до ± 0,7 В, если ИУ неисправно.

    Основы, структура усилителя, тестирование 741 IC

    Усилитель — это схема, которая может создавать выходное напряжение, которое является произведением входного напряжения на значение, называемое усилением по напряжению. Операционный усилитель (операционный усилитель ) представляет собой разновидность схемы усилителя, которая может выполнять операцию (сложение, вычитание и т. Д.) С входными напряжениями, помимо простого усиления входного.Это электронная схема, состоящая из нескольких активных устройств (транзисторов) и пассивных устройств (резистор, конденсаторы) и т. Д., Которая способна реализовывать следующие общие характеристики:

    — чрезвычайно высокое усиление напряжения

    -может усилить входной ток на выходе

    -может инвертировать входное напряжение на выходе

    -может выдавать сумму входных напряжений на выходе

    -может произвести сумму входных токов на выходе

    История ОУ

    Для каждого значительного изобретения в истории должно быть время до такого изобретения, когда в этом была необходимость.До операционных усилителей тоже были усилители. Но они были рассчитаны только на постоянную выгоду. Они были сделаны с использованием электронных ламп и других компонентов. Более того, максимальное усиление конкретного усилителя было ограничено характеристиками вакуумной лампы.

    Это действительно была проблема, особенно в первой телефонной сети. Раньше телефонные линии имели длину в тысячи метров, и для усиления сигнала необходимо использовать усилители. Усилители того времени имели меньшее усиление и были очень чувствительны к температуре и влажности.В каждой точке сети отдельно были спроектированы и реализованы усилители с разным усилением.

    Телефонные инженеры в лабораториях Bell пытались найти решение этой проблемы. В конце концов инженеру по имени Гарри Блэк пришла в голову идея. Разработайте общую схему усилителя с усилением, во много раз большим, чем любое из нормальных требований, а затем уменьшите усиление до требуемых уровней, используя систему отрицательной обратной связи с этим усилителем. Лаборатории Bell успешно разработали такую ​​схему с использованием электронных ламп до 1940-х годов.Эта гениальная идея положила начало эре операционных усилителей.

    Термин op-amp впервые появился в патенте, выданном Карлом Д. Шварцелем из Bell Labs в 1941 году. Этот усилитель был способен выполнять операцию суммирования входных напряжений.

    Рис.1: Принципиальная схема первого в истории операционного усилителя

    История операционных усилителей Продолжение…

    Вышеупомянутая схема была способна складывать входные напряжения, отмеченные как A, B и C.Отрицательная обратная связь подавалась через переменный резистор, обозначенный на схеме цифрой 16. В этой схеме операционного усилителя была только одна входная клемма, инвертирующая вход. Мы обсудим инвертирующий вход и неинвертирующий вход позже в этой статье.

    В 1947 году Лебе Джули разработал операционный усилитель с двумя входными клеммами (инвертирующий и неинвертирующий), как мы видим в современных операционных усилителях. Первый коммерческий операционный усилитель был выпущен компанией GAP / R incorporated на основе дизайна Loebe Julie. Название модели было GAP / R K2-W.

    Рис. 2: Изображение первого коммерческого OP-AMP

    Ранние аналоговые компьютеры работали на основе суммирования напряжений, и операционные усилители широко использовались в них для операций с напряжением. Это сделало термин операционный усилитель очень популярным в электронной промышленности.

    После изобретения транзисторов заменили электронные лампы во всех возможных схемах. Следовательно, и в операционных усилителях громоздкие электронные лампы были заменены транзисторами. Это было началом проектирования схем ОУ , модулей .Они были построены на печатной плате небольшого размера, которую можно легко вставить в другие печатные платы большего размера. Это приводит к рассмотрению операционного усилителя как самого электронного компонента, даже если он построен с помощью других основных компонентов. Компания GAP / R также производила коммерческие твердотельные операционные усилители, название модели было GAP / R P45.

    Рис. 3: Изображение первого коммерческого твердотельного OP-AMP

    Позже было обнаружено, что несколько транзисторов могут быть объединены в один кремниевый кристалл и, таким образом, размер всей схемы может быть уменьшен в несколько раз.Примерно в 1960-х годах были разработаны интегральные микросхемы (ИС) на основе транзисторов. Операционные усилители были самой ранней схемой на основе транзисторов, встроенной в ИС. Именно Fairchild Semiconductor выпустила первую коммерческую микросхему операционного усилителя? A702. Это был 1968 год, классическая и самая успешная микросхема ОУ всех времен? A741 была выпущена Fairchild. Он был разработан Дэйвом Фуллагаром. Даже сегодня такая же конструкция производится Fairchild и другими производителями.

    Фиг.4: Изображение UA741 OPAMP IC

    Основные функциональные блоки операционного усилителя

    Базовые функциональные блоки операционного усилителя

    Как мы уже упоминали, даже несмотря на то, что операционный усилитель считается электронным компонентом, на самом деле он состоит из нескольких других основных электронных компонентов, таких как транзисторы, резисторы, конденсаторы и т. Д. Практически все ИС операционных усилителей внутренне имеют те же основные функциональные блоки, построенные из основных электронных компонентов.Этими функциональными блоками являются

    — Входной дифференциальный усилитель

    — Усилитель напряжения

    — Усилитель выходной мощности

    Входной дифференциальный усилитель

    Дифференциальный усилитель — это самый важный модуль внутри операционного усилителя. Входные напряжения прикладываются к контактам блока дифференциального усилителя. Давайте подробно обсудим дифференциальный усилитель.

    Обычный усилитель усиливает все напряжение сигнала относительно земли и подается на выход.И эти усилители обычно имеют один вход и, очевидно, один выход. Например, если мы подадим 5 В в качестве входа относительно земли на нормальный усилитель, а коэффициент усиления по напряжению усилителя, скажем, равен 2, то на выходе будет 10 В при условии, что на схему подается напряжение питания более 10 В.

    Рис.5: Блок-схема усилителя напряжения

    В схеме, показанной выше, вы можете увидеть усилитель, который подключен к источнику питания 20 В и имеет коэффициент усиления по напряжению 2.Когда на единственный входной контакт подается напряжение 5 В, на выходе будет 10 В. GND считается общей точкой отсчета как для входного, так и для выходного напряжения.

    Дифференциальный усилитель, с другой стороны, усиливает только разницу между двумя входными напряжениями. Например, если коэффициент усиления дифференциального усилителя, скажем, равен 2, и если мы подадим напряжение 3 В на один из его входных выводов, а на другой вывод, мы дадим напряжение, скажем, 5 В. Теперь разница между этими двумя напряжениями i.е. (3 ~ 5 = 2) усиливается и будет доступен на выходе. Следовательно, выходное напряжение составляет 2 В * 2 = 4 В.

    Таким образом, типичный дифференциальный усилитель подавляет или маскирует влияние синфазного напряжения на своем выходе. Синфазное напряжение означает напряжение, общее для обоих входных контактов. Например, если мы подадим напряжение 5 В на один вход и 3 В на другой входной контакт, то синфазное напряжение составит 3 В.

    Следовательно, если входные напряжения равны,

    Входное напряжение1, V1 = 5 В,

    Входное напряжение2, V2 = 3 В, затем

    Синфазное напряжение = 3 В и

    Разность напряжений = 5 ~ 3 = 2 В

    Фиг.6: Блок-схема, показывающая разность напряжений

    Дифференциальный усилитель просто отклоняет синфазное напряжение и усиливает только разностное напряжение.

    Рис.7: Блок-схема дифференциального усилителя

    Дифференциальные усилители в основном имеют два источника питания, два входа и два выхода. Затем два выхода объединяются в один выход с помощью схемы, называемой токовыми зеркалами. Напряжения на входных контактах называются дифференциальным входным напряжением, а напряжение на двух выходных контактах — дифференциальными выходами.

    Рис. 8: Принципиальная схема транзисторного дифференциального усилителя

    Входной дифференциальный усилитель, продолжение…

    В приведенной выше схеме есть две входные клеммы, обозначенные как Vin + и Vin-. Выходное напряжение получается дифференциально на коллекторах двух транзисторов.

    Два выходных контакта могут быть объединены в один выходной контакт с помощью дифференциального преобразования в несимметричный. Мы называем такую ​​схему преобразования токовым зеркалом.

    Рис.9: Принципиальная схема токового зеркала в дифференциальном усилителе

    Инвертирующий вход создает на своем выходе усиленное отрицательное напряжение, а неинвертирующий вход создает на своем выходе усиленное положительное напряжение. Дифференциально-несимметричный преобразователь преобразует это дифференциальное напряжение в несимметричное напряжение.

    Рис.10: Блок-схема одностороннего преобразования

    Рассмотрим пример на рисунке: 7.Предположим, что 5 В подается на неинвертирующий вывод, а 3 В подается на инвертирующий вывод дифференциального усилителя. Коэффициент усиления усилителя равен 2, и, следовательно, неинвертирующий вывод дает выходное напряжение 2 * 5 = 10 В, а инвертирующий вывод дает напряжение -2 * 3 = -6 В. После несимметричного преобразования выходное напряжение будет 10-6, т. Е. 4 В.

    Рис. 11: Изображение, показывающее пример одностороннего преобразования

    Как показано на Рисунке 6 и Рисунке 7, одним из основных преимуществ дифференциального усилителя среди обычных усилителей является подавление синфазного напряжения.Предположим, у нас есть двухлинейный вход, и мы подключаем две входные линии к входным контактам дифференциального усилителя. Предположим, что каким-то образом шум попадает во входные линии и одинаково влияет на обе линии. Поскольку шум является общим для обоих входов, он будет подавляться на усиленном выходе. Таким образом, мы получаем на выходе усиленный сигнал без шума.

    Поскольку дифференциальный усилитель выдает только напряжение сигнала на выходе, мы можем избежать использования громоздкого конденсатора связи на выходе.

    Дифференциальный усилитель обычно реализуется с использованием BJT или MOSFET с двумя идентичными устройствами, и мы называем их дифференциальной парой

    Усилитель напряжения

    Усилитель — это устройство, которое может просто создавать выходное напряжение или ток, которые являются произведением входного напряжения или тока со значением, называемым усилением. Следовательно, усилитель напряжения — это усилитель, который может обеспечивать усиление напряжения на выходе. Коэффициент усиления представляет собой отношение выходного напряжения к заданному входному напряжению и выражается в децибелах (дБ).

    усиление = выходное напряжение / входное напряжение

    усиление = 10log (выходное напряжение / входное напряжение) дБ

    В операционном усилителе выход дифференциального усилителя усиливается с помощью усилителя с очень высоким коэффициентом усиления, обычно используются усилители типа А.

    Усилитель выходной мощности

    Усилитель выходной мощности

    На выходе усилителя напряжения может быть усиленное напряжение, но сила тока у них намного меньше.Такие сигналы легко загрузятся на выходе. Поэтому необходимо усиливать их мощность за счет усиления тока, поддерживая такое же напряжение на выходе. Такие усилители называются усилителями тока, буферными усилителями, эмиттерными повторителями и т. Д. В 741 используется двухтактный эмиттерный повторитель класса AB.

    Внутренняя архитектура 741

    Рис.12: Схема внутренних цепей 741 OPAMP IC

    На приведенном выше рисунке вы можете видеть входные контакты, неинвертирующий вход и инвертирующий вход, являющиеся частью входного дифференциального усилителя.Этот раздел отмечен внутри прямоугольника синего цвета.

    Выходной контакт формируется двухтактным усилителем мощности на транзисторах Q14 и Q20. Этот раздел отмечен прямоугольником голубого цвета. Усилитель напряжения отмечен внутри прямоугольника пурпурного цвета. Красный прямоугольник, который включает транзисторы от Q8 до Q13, выделяет токовые зеркала.

    Символ операционного усилителя и двойной источник питания

    Символ операционного усилителя

    Самым важным функциональным блоком операционного усилителя является дифференциальный усилитель.Уместно сказать, что операционный усилитель — это не что иное, как дифференциальный усилитель с очень высоким коэффициентом усиления. Следовательно, символ для операционного усилителя — это тот же символ, который мы используем для представления дифференциального усилителя. Следующий символ используется как для дифференциального усилителя, так и для операционных усилителей.

    Рис.13: Обозначение рабочего усилителя

    Двойной блок питания

    Из самого рисунка выше видно, что используются два блока питания.+ Vsupply представляет собой положительное напряжение, а –Vsupply — отрицательное напряжение. Предполагается, что эти напряжения источника питания должны иметь одинаковую величину относительно общей точки (земля GND), но противоположную полярность. Мы называем такой блок питания двойным блоком питания.

    Большинству микросхем операционных усилителей для правильной работы требуется двойной источник питания.

    Итак, прежде чем мы начнем с какой-либо схемы операционного усилителя, мы должны разработать двойной источник питания. Давайте посмотрим, как разработать двойной источник питания.

    Имейте в виду, что двойной источник питания не только имеет положительное и отрицательное напряжение, но также имеет клемму заземления. Также величина положительного и отрицательного напряжения относительно земли должна быть точно такой же.

    Мы можем реализовать такую ​​схему, используя простой делитель потенциала, как показано ниже.

    Рис.14: Принципиальная схема простого двойного источника питания

    Резисторы должны быть одного типа и номинала. Единственная проблема с вышеуказанной схемой — это эффект нагрузки.Если положительная или отрицательная сторона нагружены слишком сильно по сравнению с другой стороной, цепь может стать несбалансированной.

    Также, если вам интересно, откуда взять эти положительные и отрицательные напряжения питания, давайте посмотрим на следующую схему. Он имеет понижающий трансформатор, выпрямитель и интегральные схемы положительного и отрицательного стабилизаторов.

    Схема стабилизированного двойного источника питания показана на следующем рисунке

    Рис.15: Принципиальная схема регулируемого двойного источника питания +/- 5 В

    Характеристики компонентов:

    T1 = понижающий трансформатор, 7.5-0-7,5, 1А

    C1 = C2 = C3 = C4 = 100 мкФ, 25 В электролитический

    R1 = R2 = 1KE, 1 / 4W

    U1 = LM7805

    U2 = LM7905

    D1 = светодиод (красный), 3 мм

    D2 = светодиод (зеленый), 3 мм

    Значение компонента

    Значение компонента:

    T1: Если вы используете трансформатор с выходным напряжением более 7,5 В, например 9 В, 12 В и т. Д., Вы получите большее регулирование напряжения. ИС 7805 можно безопасно использовать с трансформатором до 14 В. Если вы используете трансформатор с номинальным током более 1 А, например 2 А, 3 А и т. Д., Вы можете управлять большей нагрузкой.

    C1 — C5: Регулировку мощности можно улучшить, увеличив номинал этих конденсаторов. Чрезвычайную стабильность можно получить, используя конденсаторы емкостью 1000 мфд.

    R1, R2: Яркость светодиодных индикаторов можно увеличить, уменьшив номинал этих резисторов. Светодиоды можно безопасно использовать с сопротивлением выше 220 Ом при питании 5 В.

    U1, U2: Если нам нужно другое напряжение на выходе, просто замените эти микросхемы. Регулируемые ИС обычно доступны до 12 В, 7812 и 7912.

    Для всей статьи + 5V соответствует VCC, а -5V соответствует VEE

    Рис.16: Изображение регулируемого двойного источника питания +/- 5 В

    На изображении выше изображен созданный мной двойной источник питания. Схема точно такая же. Дело в том, что я построил схему внутри распределительной коробки с выключателем питания и точкой подключения, чтобы с ней было безопасно и легко обращаться.

    Новичкам следует отметить, что просто подключить схему в соответствии с принципиальной схемой и заставить ее работать — это одно дело, а встроить схему в форму продукта — это совсем другое.В этом уроке я покажу вам только базовую рабочую схему и изображение или видео готового прототипа, а остальное зависит от читателя.

    На следующем изображении показано, как я подключаю блок питания к макетной плате с помощью соединительных проводов.

    Рис.17: Изображение, показывающее регулируемый двойной источник питания +/- 5 В, обеспечивающий питание макетной платы

    Характеристики ОУ 741

    Характеристики ОУ 741

    741 — это универсальная ИС операционного усилителя, и это лучшая ИС операционного усилителя для начинающих.Дизайн был впервые выпущен Fairchild и все еще находится в производстве. Сегодня другие производители также производят операционные усилители IC с тем же названием и дизайном.

    Обычно выпускаемый 741 — это ИС операционного усилителя в корпусе с двумя линиями и восемью выводами. Внутри него только один модуль операционного усилителя, и он требует двойного источника питания.

    Рис.18: Изображение 741 OPAMP IC

    Распиновка

    Распиновка операционного усилителя 741 показана ниже. Контакты 2 и 3 являются входными контактами, а контакт 6 — выходным контактом.Контакты 4 и 7 предназначены для двойного источника питания.

    Рис.19: Схема выводов 741 OPAMP IC

    Предполагается, что операционный усилитель имеет нулевое выходное напряжение, когда входное дифференциальное напряжение равно нулю. Но практически этого добиться сложно из-за определенного несоответствия токов на входных клеммах. 741 имеет две клеммы для установки нулевого выходного напряжения, когда входное напряжение равно нулю. Выводы, предусмотренные для этой функции, называются нулевым смещением.

    В этой статье нас не интересует использование этих нулевых выводов со смещением.Современные операционные усилители имеют внутренний механизм для регулировки напряжения смещения.

    Среди входных контактов контакт 2 называется инвертирующим входом, а контакт 3 — неинвертирующим входом. Эти термины очень важны для операционного усилителя, и мы обсудим их подробно в следующих разделах.

    Тестирование 741 IC

    Тестирование 741 IC

    Прежде чем приступить к дальнейшим экспериментам, важно убедиться, что имеющийся у нас операционный усилитель работает нормально.Вот простой метод проверки микросхемы 741 с минимальным количеством компонентов и схемой подключения

    .

    .

    Рис.20: Принципиальная схема для проверки неинвертирующего контакта LM741 IC

    Здесь мы закоротили контакты 6 и 2 операционного усилителя. Эту схему обычно называют повторителем напряжения. Напряжение подается на вывод 3 операционного усилителя через переменный резистор (10 кОм). Все, что нам нужно сделать, это проверить, одинаковы ли напряжения V1 и V2 или нет. Проверьте их с помощью мультиметра.Если они точно совпадают, то у вас есть идеально работающий операционный усилитель, и теперь он готов для дальнейших экспериментов.

    Такая же проверка может быть выполнена путем подачи входного напряжения V1 также на инвертирующий вывод и проверки выходного напряжения V2, как показано ниже.

    Рис.21: Принципиальная схема для проверки инвертирующего штифта LM741 IC

    Тестирование 741 IC Продолжение…

    Изображения для выполненного теста показаны на следующих рисунках.

    Фиг.22: Изображение схемы, используемой для тестирования неинвертирующего контакта LM741 IC

    Рис.23: Изображение схемы, используемой для тестирования инвертирующего штифта LM741 IC


    В рубрике: Избранные материалы, Учебные пособия
    С тегами: 741, усилитель, схема, электроника, операционный усилитель

    Основы тестирования операционных усилителей, часть 1: Основные параметры тестирования операционных усилителей схем

    В январе 1979 года журнал Electronic Test опубликовал статью, в которой утверждалось, что единственная тестовая схема, которая может «выполнять все стандартные тесты постоянного тока, необходимые для тщательной проверки любого типа операционного усилителя» (Ref.1). В то время одной тестовой схемы могло быть достаточно, но не сегодня, потому что современные операционные усилители имеют гораздо лучшие характеристики. Таким образом, одна испытательная схема больше не охватывает все измерения постоянного тока.

    Сегодня три топологии тестовых цепей обычно используются для стендовых и производственных испытаний параметров постоянного тока в операционных усилителях. Этими тремя топологиями являются: 1) испытательный контур с двумя операционными усилителями, 2) контур самотестирования, который иногда называют испытательным контуром соединения с ложным суммированием, и 3) контур с тремя операционными усилителями.Вы можете использовать эти схемы для проверки параметров испытаний постоянного тока, включая I Q (ток покоя), V OS (смещение напряжения), PSRR (коэффициент отклонения источника питания), CMRR (коэффициент отклонения синфазного сигнала) и A . OL (усиление по постоянному току без обратной связи).

    Ток покоя

    Ток покоя — это ток, потребляемый устройством при нулевом выходном токе. Хотя тест I Q может показаться довольно простым, вы должны позаботиться о том, чтобы обеспечить хорошие результаты, особенно при работе с деталями с очень высоким или очень низким I Q . На рисунке 1 показаны три практические схемы, которые можно использовать для проверки I Q и других параметров, но важно учитывать любые токи нагрузки. Это включает ток обратной связи в испытательном контуре. Резистор обратной связи R f фактически может создать нагрузку на деталь, которая может повлиять на измерение I Q .

    Рисунок 1. Эти три схемы позволяют измерять ток покоя, I Q.

    Чтобы показать вам пример этих схем, мы протестировали операционный усилитель OPA369.Максимальный ток покоя для этой части составляет 1 мкА на канал. Максимальное входное напряжение смещения составляет 750 мкВ. Контурная схема с двумя усилителями на Рисунке 1 подает напряжение 750,75 мВ на выход DUT (тестируемое устройство). Это входное напряжение составляет 15 мкА через R f . Этот ток исходит от источников питания, и он добавит погрешности любому измерению. Следовательно, перед выполнением измерения I Q необходимо принять меры, чтобы убедиться, что выходной ток действительно равен нулю.

    Схема самотестирования не является самой эффективной схемой для измерения очень малых токов покоя из-за тока обратной связи, который должен обеспечивать выход.В этой реализации выходной сигнал должен быть настроен на смещение нарастающего напряжения V OS — не всегда простая задача — в противном случае потребуется отключить резистор 50 Ом на приведенной выше схеме, чтобы исключить ток обратной связи. Контур с двумя усилителями выполняет требование нулевого выхода за счет добавления еще одного усилителя. При тщательном выборе усилителя контура с низким входным током смещения выходной ток должен вызывать незначительную ошибку.

    Цепь с тремя операционными усилителями также позволяет вам измерять I Q , но будьте осторожны из-за резистора 1 МОм на выходе DUT, который становится проблемой, потому что это всегда паразитная нагрузка, независимо от того, какой параметр вы используете. измерения.Если вы измеряете выходной ток нагрузки, то этот резистор представляет собой дополнительную нагрузку. Вы также должны учитывать шум резистора, который составляет 85 мкВ p-p от 0,1 Гц до 10 кГц для резистора 1 МОм. Использование резистора 100 кОм снизило бы шум до 27 мкВ p-p . Таким образом, вы можете уменьшить номинал резистора, чтобы уменьшить шум, но тогда нагрузка паразитного резистора на выходе DUT будет более значительной.

    Смещение напряжения

    Тест V OS является фундаментальным для измерения большинства других характеристик постоянного тока операционных усилителей.Поэтому обратите особое внимание на тестовую схему, убедившись, что она также хорошо работает при тестировании всех других параметров. Неправильный выбор конфигурации этого теста может поставить под угрозу другие измерения постоянного тока.

    V OS определяется по-разному. Несколько выдающихся моментов включают «дифференциальное входное напряжение постоянного тока, необходимое для обеспечения нулевого выходного напряжения без входного сигнала или сопротивления источника» (Ссылка 2) или «дифференциальное входное напряжение постоянного тока, необходимое для обеспечения нулевого выходного напряжения при отсутствии другого входного сигнала и нулевое сопротивление на любом пути входной клеммы к земле »(См.3). Другое определение: «Дифференциальное входное напряжение постоянного тока, необходимое для обеспечения нулевого напряжения на выходе операционного усилителя, когда входной ток смещения равен нулю», является идеальным теоретическим методом для проверки входного напряжения смещения, что непрактично из-за отсутствия операционного усилителя. имеет нулевой входной ток смещения.

    В определениях предлагается подключить источник переменного напряжения с низким выходом, высокой точностью и высоким разрешением ко входу операционного усилителя и регулировать входное напряжение до тех пор, пока выходное напряжение не станет равным нулю.Тогда входное напряжение смещения будет просто обратным приложенному входному напряжению.

    У этого метода есть две серьезные проблемы. При тестировании операционных усилителей с очень высоким коэффициентом усиления разомкнутого контура вы должны убедиться, что разрешение источника напряжения меньше микровольта, чтобы гарантировать любую степень повторяемости. Вы также должны использовать итеративный подход, чтобы довести результат до нуля. Шум в системе, связанный с источником напряжения и операционным усилителем, делает измерение и управление практически невозможными в среде высокоскоростного автоматизированного тестирования.

    Рисунок 2. Используйте эту схему для измерения смещения напряжения, В OS .

    Учитывая проблемы с идеальным методом, обычный метод выбора в условиях стендовых испытаний состоит в том, чтобы установить ИУ в конфигурацию инвертирующего усиления, как показано на Рис. 2 . Преимущество этого метода в том, что ИУ работает стабильно и обычно не требует дополнительной компенсации.

    Испытательные схемы могут также включать резистор 50 Ом между неинвертирующим входом и землей для подавления входного тока смещения.Но в операционных усилителях с очень низким входным током смещения единственным реальным вкладом этого резистора является дополнительный шум. Для элемента на 100 пА дополнительная погрешность без этого резистора составляет всего 0,005 мкВ. Эта отмена работает только в том случае, если токи смещения равны по направлению и величине.

    Схема на рисунке 2 представляет собой упрощение метода суммирующего соединения самопроверки на рисунке 1, но без резисторов R 1 и R 2 . Эта схема также по своей природе стабильна для большинства операционных усилителей, что часто перевешивает любой из потенциальных недостатков и делает ее предпочтительной испытательной схемой.

    Недостатки использования испытательной схемы на Рисунке 2 проявляются, если вы решите использовать ее для проведения дополнительных испытаний. Например, схема на рисунке 2 имеет значение для тестирования других параметров, таких как I Q и A OL .

    Эта цепь, оставленная без привода, приводит к ошибке V OS , равной (V OS * усиление замкнутого контура) * A OL в В / В. Эта ошибка может быть незначительной или может быть уменьшена путем установки V OUT на 0.0 В, применив соответствующий V IN .

    Уравнение, используемое для компенсации ошибки на выходе из желаемого выхода, может быть скорректировано с помощью следующего вычисления Уравнение 1.

    V OUT = (2 * A SJ + A CL — A SJ ) * V OUT (идеально) (Уравнение 1)

    где A SJ — это коэффициент усиления суммирующего перехода, а A CL — коэффициент усиления с обратной связью.

    Часто в испытательном контуре используется дополнительный усилитель, как показано в контуре с двумя усилителями на Рисунке 1.Эта конфигурация ближе всего соответствует определению для V OS . Выход тестируемого устройства в V OS контурного усилителя удерживается на земле. Вы можете обнулить смещение контурного усилителя, если он имеет регулировку V OS , или вы можете управлять неинвертирующим входом, чтобы устранить смещение. Таким образом, вы можете установить на выходе ИУ нулевое значение. Напряжение, измеренное на V OUT , составляет 1001 * V OS . Если к выходу ИУ не подключена нагрузка, выход должен обеспечивать только входной ток смещения контурного усилителя.Это важное соображение для деталей с низким I Q при измерении тока покоя. В двух предыдущих схемах ИУ должно подавать ток обратной связи на R f .

    Подключив неинвертирующий вход контурного усилителя к программируемому источнику напряжения, вы можете выполнять многие другие измерения производительности операционного усилителя, такие как A OL , размах выходного сигнала и CMRR. При изменении управляющего напряжения контура выходной сигнал ИУ пытается согласовать управляющее напряжение.

    Обратите внимание на следующие недостатки двухамперного шлейфа:

    • Дополнительная сложность в отличие от схемы самотестирования.
    • Компенсация контура требуется, потому что схема нестабильна по своей природе.
    • Выходом ИУ можно управлять только в синфазном диапазоне контурного усилителя.

    Контур будет колебаться, если контур не будет должным образом компенсирован. Вы можете стабилизировать контур, подключив соответствующий конденсатор параллельно с R f .Размещение соответствующей комбинации RC на усилителе контура также стабилизирует контур. Мы обсудим компенсацию этого цикла в следующей статье.

    Вариантом метода тестирования контура с двумя усилителями является контур с тремя усилителями, в котором для управления выходным напряжением тестируемого устройства используется управление током. Компенсация для этого контура устанавливается комбинацией RC на втором усилителе контура. Как и в схеме с двумя операционными усилителями, смещение напряжения ИУ измеряется при V OUT , а V OUT в 1001 раз больше смещения напряжения.Эта топология решает проблему ограничения размаха выходного сигнала ИУ из предыдущей схемы. Если требуются большие колебания выходного сигнала, резистор, включенный последовательно с управляющим напряжением контура, можно сделать меньшего размера.

    Обратите внимание на следующие недостатки петли с тремя усилителями.

    • Дополнительная сложность по сравнению с другими схемами.
    • Требуется компенсация контура. Это не стабильно по своей сути.
    • Минимальная нагрузка на выходе ИУ составляет 1 МОм.

    Коэффициент отклонения блока питания

    PSRR — это отношение абсолютного значения изменения напряжения источника питания к изменению входного смещения операционного усилителя.Проще говоря, это способность операционного усилителя отклонять изменения напряжения источника питания в заданном диапазоне. Поскольку для выполнения этого измерения вам необходимо напряжение смещения, вы можете использовать методы, уже разработанные для измерения V OS . Любой из трех тестовых контуров на Рисунке 1 будет работать для измерений PSRR, установив источники питания + V S и -V S на минимальное напряжение питания для DUT и измерив 1001 * V OS . Затем установите блоки питания на максимальное напряжение тестируемого устройства, затем снова измерьте 1001 * В OS .Уравнения 2 и 3 показывают, как рассчитать PSRR.

    Уравнение 2

    Уравнение 3

    Некоторые операционные усилители требуют дополнительных действий при использовании этого метода. Эти операционные усилители имеют достаточно низкое рабочее напряжение, поэтому средняя точка источников питания (нулевое синфазное напряжение) превышает максимальное синфазное напряжение, допустимое для операционного усилителя в конфигурации с низким энергопотреблением.Некоторые устройства ввода Rail-to-Rail имеют несколько входных каскадов и хорошо работают в этом состоянии, но перейдут на другой входной каскад и внесут ошибку в расчет PSRR. В обоих типах усилителей фиксированное синфазное напряжение может предотвратить либо синфазное насыщение, либо переход входного каскада. Поддержание постоянного синфазного напряжения для обоих измерений теста PSRR приведет к ошибке, которая исчезнет при вычислении PSRR. Фактическое синфазное напряжение, необходимое для этих устройств, будет варьироваться в зависимости от топологии входного каскада усилителя.

    Common- Коэффициент отклонения моды

    CMRR — это отношение усиления дифференциального напряжения к усилению синфазного напряжения. То есть это способность операционного усилителя отклонять синфазные напряжения в заданном диапазоне. Поскольку для выполнения этого измерения вам необходимо напряжение смещения, вы можете использовать методы, уже разработанные для измерения V OS , для измерения CMRR.

    Рисунок 3 . Этот контур с двумя усилителями позволяет вам измерять CMRR операционного усилителя.

    В этой процедуре тестирования измените входное синфазное напряжение и измерьте изменение V OS операционного усилителя. Самый прямой и очевидный способ — подать синфазное напряжение на неинвертирующий вход ИУ. Этот метод требует, чтобы измерительная система была привязана к приложенному синфазному напряжению. На рисунке 3 показана испытательная установка для контура с двумя усилителями.

    Возможно, вы захотите провести все измерения относительно земли. Для этого подключите неинвертирующий вход к земле и переместите источники питания в режиме отслеживания, положительно или отрицательно, чтобы подать на усилитель эффективные синфазные напряжения.Выходной сигнал должен быть направлен к средней точке расходных материалов, чтобы устранить любые ошибки A OL , которые искажают измерение CMRR. Уравнения 4 и 5 показывают, как рассчитать CMRR.

    Уравнение 4

    Уравнение 5

    Коэффициент усиления разомкнутого контура постоянного тока

    A OL — это отношение выходного напряжения к дифференциальному входному напряжению. Измерение включает измерение входного напряжения смещения в нескольких точках и вычисление A OL .

    Процедура измерения A OL требует некоторых знаний о поведении выходного сигнала DUT операционного усилителя. В идеале операционный усилитель мог бы полностью подключаться к обеим направляющим источника питания. Обычно это не так. Модель OL будет указана на некотором расстоянии от рельсов при заданной нагрузке.

    Предположим, что выходной сигнал может колебаться от V OUT (положительный) до V OUT (отрицательный). Если вы установите выход на V OUT (положительный), напряжение на входе DUT будет V OS + V IN (положительное).Дополнительное напряжение V IN (положительное) требуется для управления выходом V OUT (положительное). И наоборот, если вы установите выход на V OUT (отрицательный), напряжение на входе DUT изменится на V OS + V IN (отрицательное). Вам необходимо измерить это изменение на входе, чтобы достичь желаемого полномасштабного выхода.

    Метод измерения A OL с использованием Рисунок 1 :

    1. Подключите соответствующую нагрузку к ИУ.
    2. Усильте V IN , чтобы установить V OUT (положительный) в соответствии с техническими данными продукта для положительного поворота.
    3. Измерьте V (1), что составляет: 1001 * (V OS + V IN (положительный))

    4. Затем с усилием V IN установите V OUT (отрицательный) в соответствии со спецификацией в техническом паспорте продукта для отрицательного поворота.
    5. Измерьте V (2), что составляет: 1001 * (V OS + V IN (отрицательный))

    6.Вычислить:

    7. Подставьте измеренные значения для V IN (положительный) и V IN (отрицательный).

    8. Обратите внимание, что V OS выпадает из уравнения.

    В следующей статье мы рассмотрим тестирование входного тока смещения и источники ошибок, которые следует учитывать при разработке и тестировании операционных усилителей.Мы предоставим тестовую схему, которую вы можете использовать для объединения схемы самопроверки и контура с двумя усилителями, чтобы воспользоваться обоими методами тестирования. В третьей статье рассматриваются вопросы компенсации, поскольку два контура усилителя будут колебаться, если не будут должным образом компенсированы, а в последней части серии обсуждаются стабильные испытательные контуры. T&MW

    Список литературы

    1. Льюис, Дон, «Тестирование операционных усилителей», Electronic Test , январь 1979 г., стр.76-82.
    2. Грэм, Джеральд Г., Тоби, Джин Э., Хелсман, Лоуренс П., Операционные усилители, дизайн и приложения, McGraw Hill Book Company, Нью-Йорк, 1971 стр. 454.
    3. Уэйт, Джон В., Хулсман, Лоуренс П., Корн, Гранино А., Введение в теорию и приложения операционных усилителей, McGraw Hill Book Company, Нью-Йорк, 1975, с. 101.

    Для дальнейшего чтения
    National Semiconductor опубликовала методы тестирования операционных усилителей в своем журнале Linear Edge (Christensen, John, «Op Amp Test Circuits,» Linear Edge, Issue # 7, Summer 1993, Pages 14-16.Кристенсен, Джон, «Испытательные схемы операционных усилителей — Часть II», Linear Edge, Issue # 8, Winter 1994, Pages 15-19).

    Дэвид Р. Баум — инженер-конструктор MGTS в Texas Instruments, где он занимается разработкой дизайна продуктов для ЖК-телевизоров и AMOLED-телевизоров. Дэвид имеет более чем 27-летний опыт работы в области аналоговой техники и имеет как минимум семь патентов. Он получил степень BSEE с отличием, степень магистра делового администрирования и степень магистра немецкой литературы в Университете Аризоны, Тусон, Аризона. Электронная почта ti_davidbaum @ list.ti.com.

    Дэрил Хисер — старший инженер-испытатель в группе прецизионных операционных усилителей TI, где он отвечает за разработку и внедрение испытаний и характеристик новых продуктов, и у него есть два патента. Он получил степень бакалавра зоологии в Университете Северной Аризоны, Флагстафф, Аризона. Электронная почта [email protected]

    Статьи по теме :

    Тестер операционных усилителей

    Я на днях поджарил операционный усилитель, но не смог этого доказать немедленно.Все, что я знал, это то, что он не работает в цепи, но я не знал, был ли чип мертв или это просто один из те привередливые чипсы, которые требуют особого ухода. Итак, я собрал простой Тестер двух операционных усилителей типа go / no-go DIP-8: подключите микросхему, подайте питание и посмотрите, загорятся ли светодиоды.

    Схема (одноканальная):

    Готовый тестер двухканальный:

    Схема будет работать с любым операционным усилителем.К счастью, есть только несколько стандартных распиновок, и схема дешевая, так что вы можете построить только несколько версий и покрывают почти все возможности:


    Распиновка одноканального операционного усилителя

    Распиновка двухканального операционного усилителя

    Распиновка четырехканального операционного усилителя

    Немаркированные контакты на одноканальной распиновке используются для различных целей на разных микросхемах.Вы должны оставить эти контакты отключенными при построении одноканального варианта этой схемы.

    Теория работы

    Это очень простая схема. Поскольку большинство операционных усилителей лучше всего работают от двойное питание, мы разделяем единичное напряжение питания на две равные половины с TLE2426 «разветвитель рельсов». Мы хотим, чтобы операционные усилители были test максимально возможный шанс пройти наш тест. Если тест не пройден, не должно быть никаких сомнений в том, что это потому, что операционный усилитель мертв; если пользователь начинает сомневаться в схеме тестирования, мало что Дело в том, что схема в первую очередь.TLE2426 также обеспечивает что источник питания не разбалансирован, что может результаты плохи. Я попробовал простой блок питания с резисторным делителем и он действительно легко выходил из равновесия, даже с работающими микросхемами. Вы могли бы оснастить другой тип источника питания виртуальной земли, если вам не нравится или вы не можете получить TLE2426.

    R1 и R2 образуют делитель напряжения 0,55 ×. Вычтем 0,5 × напряжение питания, и вы получите опорное напряжение + 0,05 × (1/20) напряжение питания относительно виртуальной земли, идущей в + IN операционного усилителя.С новой батареей 9 В (~ 9,5 В) вы получите 0,475 В. делителя относительно виртуальной земли. Делим напряжение вниз так далеко, потому что одна из вещей, которые мы хотим проверить в отношении операционного усилителя, — это его способность усиливать входное напряжение. Поскольку операционный усилитель настроен при усилении 7,8 выходное напряжение может достигать примерно 3,7 В.

    Анализ, проведенный до сих пор, предполагает, что операционный усилитель идеален. Нагрузка на операционный усилитель со свежей батареей 9 В и светодиодом 1,8 В составляет около 9 мА, а максимальное выходное напряжение может быть в пределах 0.5 В от V +. Не все операционные усилители может управлять такой нагрузкой без проседания выходного напряжения и др. нельзя повернуть так близко к направляющей V +, поэтому вам может понадобиться свежий аккумулятор — или более 9В! — чтобы светодиоды загорелись с некоторыми операционными усилителями.

    Предел низкого напряжения в этой цепи зависит от вашего операционного усилителя и конфигурация батареи. Предполагая идеальный операционный усилитель, вы получаете 1 мА через Светодиод с питанием около 5,2 В. Это дает приличное количество светодиодов яркость с вашим средним красным светодиодом. Многие операционные усилители не могут работать такое низкое напряжение, а батарея на 9 В к этому моменту почти разряжена, так что говорить о более низких напряжениях нет никакого смысла.

    Это настолько просто, насколько вы могли бы пожелать. Схема обеспечивает низкое входное напряжение на каждом из каналов операционного усилителя, пытается использовать операционный усилитель, чтобы усилить его, и если микросхема работает правильно, Светодиод (ы) загорится.

    Я испытал эту схему на четырех сдвоенных операционных усилителях, которые заведомо не работают, и трех не загорается ни один из светодиодов, а другой вызывает мигание одного светодиода периодически, и другой светодиод не загорается. Известный хороший операционный усилитель Пока что во всех моих тестах микросхемы зажигали оба светодиода.

    Авторские права на эту статью принадлежат © 2002-2016 Уоррен Янг, все права защищены.

    Как тестировать операционные усилители

    Цель тестирования операционного усилителя

    1. Понимание принципа тестирования и метода тестирования операционного усилителя — LM324
    2. Чтобы помочь людям лучше составлять отчеты об испытаниях операционного усилителя

    Каков принцип проверки операционного усилителя

    Интегрированный операционный усилитель — это линейная интегральная схема, которая, как и другие полупроводниковые устройства, использует некоторые показатели производительности для измерения своего качества.Чтобы правильно использовать интегрированный операционный усилитель (аббревиатура от интегрированного операционного усилителя), вы должны понимать его основные параметры. Индикаторы встроенного операционного усилителя обычно проверяются специальными приборами, и Jotrin Electronics limited расскажет вам простой метод тестирования здесь. Для тестирования операционного усилителя мы возьмем LM324 в качестве примера для тестирования операционных усилителей.

    Распиновка показана на рисунке 1. Это шестнадцатиконтактный сдвоенный линейный компонент с четырьмя независимыми операционными усилителями — общим источником питания, четыре вывода — для положительного источника питания, а 11 — для отрицательного источника питания.



    Рисунок 1 Схема контактов LM324 Рисунок 2 Uos, Схема испытательной цепи напряжения смещения

    Шаги по тестированию операционного усилителя следующие :

    1. Ввод напряжения смещения Uos

    Идеальный компонент операционного усилителя, который выводит ноль при нулевом входном сигнале. Но даже в самых качественных интегрированных компонентах из-за внутреннего дифференциального входа операционного усилителя и неполной симметрии параметров выходное напряжение часто не равно нулю.Это явление нулевого выхода при нулевом входе называется смещением интегрированного операционного усилителя.

    Входное напряжение смещения Uos — относится к значению напряжения, появляющемуся на выходе на вход того же направления, когда входной сигнал равен нулю. Тестовая принципиальная схема напряжения смещения показана на рисунке 2.

    Замыкание переключателей К1 и К2 на короткое замыкание резистора RB. При измерении выходного напряжения U01 в это время это выходное напряжение смещения, затем вычисляется входное напряжение смещения:

    Фактическое измеряемое напряжение U1 может быть положительным или отрицательным, а Uos высококачественного операционного усилителя обычно ниже 1 мВ.

    Jotrin Electronics limited сказал, что мы должны обращать внимание при тестировании :

    ①Откройте нулевой терминал операционного усилителя.

    ② Параметры резисторов R1 и R2, R3 и RF должны быть строго симметричными.

    2. Ввод тока смещения, I os

    Ток смещения Ios — это разница между базовыми токами смещения двух входов операционного усилителя, когда входной сигнал равен нулю:

    Величина входного тока смещения отражает рассогласование двух транзисторов β во внутреннем дифференциальном входном каскаде операционного усилителя.

    Поскольку значения IB1 и IB2 малы (уровень микроампер), их разницу обычно напрямую не измеряют. Схема тестирования показана на рисунке 2. Тест выполняется в два этапа:

    ① Замкните переключатели K1 и K2 и измерьте выходное напряжение U01 при низком входном сопротивлении. Как упоминалось выше, это выходное напряжение, вызванное входным напряжением смещения Uos.

    ②Отключите два входных резистора RB, подключенных к K1 и K2.Поскольку сопротивление RB велико, разница между входным током, протекающим через них, станет разницей входного напряжения. Следовательно, входное напряжение также будет затронуто. Выходное напряжение U02 при подключении двух резисторов RB может быть измерено. Если из него вычесть влияние входного напряжения смещения Uos, то входной ток смещения I os составит:

    Стоит обратить внимание на :

    ① Откройте нулевой терминал операционного усилителя.

    ② Два входных резистора должны быть точно согласованы.

    3. Усиление в дифференциальном режиме без обратной связи Aud

    Рисунок 3 Принципиальная схема проверки аудита

    Коэффициент усиления в дифференциальном режиме постоянного тока без внешней обратной связи называется усилением в дифференциальном режиме без обратной связи, что обозначается Aud. Он определяется как отношение выходного напряжения разомкнутого контура Uo к напряжению приложенного сигнала U id между двумя дифференциальными входами:

    Согласно определению, Aud должен быть коэффициентом усиления постоянного тока, когда частота сигнала равна нулю.Однако для удобства тестирования для измерения обычно используется синусоидальный сигнал переменного тока с низкой частотой (ниже десятков Гц). Поскольку напряжение разомкнутого контура интегрированного операционного усилителя велико, его трудно измерить напрямую, поэтому обычно используется метод измерения с обратной связью. Aud имеет много измерений, теперь используется метод одновременного тестирования с обратной связью AC-DC, как показано на рисунке 3.

    С одной стороны, измеряемый операционный усилитель замыкает замкнутый контур постоянного тока через R1 и R2, RF для подавления выходного сигнала.С другой стороны, дрейф напряжения через Rs, Rf для достижения замкнутого контура переменного тока, внешний сигнал Us делится на R1 и R2, так что Uid достаточно мало, чтобы гарантировать, что операционный усилитель работает в линейной области, не инвертирующий входной резистор R3 должен быть согласованным инвертирующим входным резистором R2, чтобы уменьшить влияние входного тока смещения, конденсатор C является блокирующим конденсатором постоянного тока. Коэффициент усиления напряжения без обратной связи тестируемого операционного усилителя составляет:

    Советы, которые во время теста

    ① Перед испытанием цепь следует сначала демпфировать и обнулить.

    ② Измеряемый операционный усилитель должен работать в линейной области

    ③ Частота входного сигнала должна быть низкой, обычно 50 ~ 100 Гц, амплитуда выходного сигнала должна быть небольшой и явных искажений не должно быть.

    4. Коэффициент подавления синфазного сигнала CMRR

    Отношение усиления дифференциального режима Ad интегрального операционного усилителя к коэффициенту усиления синфазного напряжения Ac называется коэффициентом подавления синфазного сигнала:

    Коэффициент подавления синфазного сигнала является важным параметром в приложении.Выходной сигнал синфазного усилителя идеального операционного усилителя должен быть нулевым, но в реальном интегрированном операционном усилителе выход вряд ли будет иметь компонент синфазного сигнала. Чем меньше сигнал режима, тем лучше симметрия схемы, то есть тем сильнее способность операционного усилителя подавлять сигнал синфазной помехи, то есть тем больше CMRR. Схема тестовой схемы CMRR показана на рисунке 4:

    Рисунок 4 Схема тестовой схемы CMRR

    Дифференциальное усиление напряжения интегрированного операционного усилителя, работающего в состоянии замкнутого контура, составляет:

    Когда Uic подается на входной сигнал синфазного режима, измеряется Uoc, увеличение синфазного напряжения составляет:

    Получите коэффициент подавления синфазного сигнала:


    Следует обратить внимание во время теста

    ① Вибрация и регулировка нуля.
    ② Сопротивление между R1 и R2, R3 и RF строго симметрично.

    ③ Амплитуда входного сигнала Uic должна быть меньше максимального диапазона синфазного входного напряжения интегрированного операционного усилителя.

    5. Диапазон входного синфазного напряжения Uicm

    Максимальное синфазное напряжение, которое может выдержать интегрированный операционный усилитель, называется диапазоном синфазного входного напряжения. За пределами этого диапазона коэффициент подавления синфазного сигнала операционного усилителя значительно снижается, форма выходного сигнала искажается, а некоторые операционные усилители являются «самоблокирующимися» и необратимыми.

    Рисунок 5: Тестовая принципиальная схема Uicm.

    Измеряемый операционный усилитель подключается в виде повторителя напряжения, а выходная клемма подключается к осциллографу для наблюдения максимальной неискаженной формы выходного сигнала, а затем для определения значения Uicm.

    6. Максимальный динамический диапазон выходного напряжения.

    Динамический диапазон встроенного операционного усилителя зависит от напряжения питания, внешней нагрузки и частоты источника сигнала.Схема испытательной цепи представлена ​​на рисунке 6.

    Измените амплитуду Us и наблюдайте за временем начала искажения бритья Uo, чтобы определить неискаженный диапазон Uo. Это размах напряжения Uopp, который выводится при определенном напряжении питания.


    Рисунок 5 Испытательная схема Uicm Рисунок 6 Испытательная схема Uopp

    Jotrin Electronics напоминает, что при использовании интегрированного носителя необходимо учитывать следующие моменты:

    1.Входной сигнал может быть переменным или постоянным. Однако при выборе частоты и амплитуды сигнала следует учитывать характеристики АЧХ ОУ и предел выходной амплитуды.

    2. Регулировка нуля. Чтобы повысить точность работы, выходной потенциал постоянного тока должен быть обнулен перед операцией, то есть, когда вход равен нулю, выход также равен нулю. Когда операционный усилитель имеет внешнюю нулевую клемму, компонент может быть подключен к нулевому потенциометру Rw.При настройке нуля входная клемма заземляется, нулевая клемма подключается к потенциометру Rw, а выходное напряжение Uo измеряется мультиметром. Rw, делая Uo равным нулю (напряжение смещения равно нулю). Если операционный усилитель не имеет нулевой клеммы, его можно обнулить в соответствии со схемой, показанной на рисунке 7.

    Рисунок 7 Схема обнуления

    В Jotrin Electronics limited резюмируют, что если операционный усилитель не может быть обнулен, есть примерно следующие причины:

    ① Компоненты исправны, а проводка неправильная.
    ② Детали в норме, но отрицательная обратная связь недостаточно сильная (RF / R1 слишком велик). По этой причине РЧ можно замкнуть накоротко, чтобы посмотреть, можно ли его обнулить.
    ③ Компонент исправен, но из-за высокого допустимого синфазного входного напряжения он может казаться самоблокирующимся и, следовательно, не может быть обнулен. Для этого выключите питание, а затем снова включите. Это тот случай, если он вернется в норму.
    ④ Компоненты в норме, но цепь имеет самовозбуждение и должна гасить вибрации.

    ⑤ Внутренние компоненты компонентов повреждены, и интегрированные блоки необходимо заменить.

    3. Снижение вибрации. Когда интегрированный операционный усилитель самовозбуждается, это покажет, что будет выход, даже если входной сигнал равен нулю, что сделает невозможными выполнение различных вычислительных функций и приведет к повреждению устройства в тяжелых случаях. При тестировании осциллограф можно использовать для отслеживания формы выходного сигнала. Чтобы исключить самовозбуждение ОУ, часто принимают следующие меры:

    ① Если операционный усилитель имеет клемму компенсации фазы, можно использовать внешнюю схему компенсации RC.Технические характеристики включают схему компенсации и параметры компонентов.
    ② Схема электропроводки и компоновка компонентов должны минимизировать распределенную емкость.
    ③ Параллельное соединение десятков электролитических конденсаторов мкФ и керамических конденсаторов 0,01 ~ 0,1 мкФ между положительной и отрицательной линиями питания и землей, чтобы уменьшить влияние проводов источника питания.

    Какое тестовое оборудование и устройства мы будем использовать во время теста

    Функциональный генератор сигналов, мультиметр, двухканальный осциллограф

    Интегрированный операционный усилитель_LM324, Резисторы, Конденсаторы.

    Резюме тестирования операционных усилителей
    Jotrin Electronics limited напоминает всем, что мы должны сначала проверить расположение штифтов на ручке, а также полярность и значение напряжения источника питания. Не меняйте местами положительные и отрицательные источники питания.

    1. Измерение входного напряжения смещения Uos

    Подключите испытательную схему согласно рисунку 2, замкните переключатели K1 и K2, измерьте выходное напряжение U01 мультиметром и вычислите Uos.

    2. Измерение тока смещения входа Ios.

    Схема тестирования показана на рисунке 2. Переключатели K1 и K2 включены, U02 измеряется мультиметром, и рассчитывается Ios.
    3. Измерение усиления напряжения в дифференциальном режиме без обратной связи Ауд.

    Подключите испытательную схему в соответствии с рисунком 3. Входная частота входа операционного усилителя составляет f = 1000 Гц, а синусоидальный сигнал составляет около 30 ~ 50 мВ.

    Контролируйте форму выходного сигнала с помощью осциллографа, измерьте Uo и Ui и вычислите Aud.

    4. Измерение коэффициента подавления синфазного сигнала CMRR.

    Подключите испытательную схему в соответствии с рисунком 4. Входное напряжение на входе операционного усилителя составляет f = 1000 Гц, Uic = 1 ~ 2 В, синусоидальный сигнал, и контролируется форма выходного сигнала. Измерьте Uoc и Uic и рассчитайте Ac и CMRR.

    Результаты испытаний и расчетов сравниваются с соответствующими диапазонами в таблице данных LM324 и PDF, чтобы определить, является ли протестированный продукт приемлемым.

    Где купить операционные усилители LM324

    Купить LM324 перейдя по ссылке

    Вольтметр с высоким сопротивлением | Аналоговые интегральные схемы

    ДЕТАЛИ И МАТЕРИАЛЫ

    • Операционный усилитель, рекомендуется модель TL082 (каталог Radio Shack № 276-1715)
    • Операционный усилитель, рекомендуется модель LM1458 (каталог Radio Shack № 276-038)
    • Четыре батареи по 6 В
    • Движение на один метр, отклонение на полную шкалу 1 мА (каталог Radio Shack № 22-410)
    • Прецизионный резистор 15 кОм
    • Четыре резистора 1 МОм

    Механизм измерителя 1 мА, продаваемый Radio Shack, рекламируется как измеритель 0-15 В постоянного тока, но на самом деле это механизм 1 мА, продаваемый с резистором множителя с допуском 15 кОм +/- 1%.Если у вас есть этот механизм для измерителя Radio Shack, вы можете использовать прилагаемый резистор 15 кОм для резистора, указанного в списке деталей.

    Этот эксперимент с измерителем основан на операционном усилителе с JFET-входом, таком как TL082. Другой операционный усилитель (модель 1458) используется в этом эксперименте, чтобы продемонстрировать отсутствие фиксации: проблема, присущая TL082. Вам не нужны резисторы на 1 МОм, точно . Подойдут любые резисторы с очень высоким сопротивлением.

    ССЫЛКИ

    Уроки электрических цепей , том 3, глава 8: «Операционные усилители»

    ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

    • Для иллюстрации нагрузки вольтметра: причины и способы устранения
    • Показать, как сделать высокоомный вольтметр с использованием операционного усилителя
    • Чтобы проиллюстрировать, что такое «защелкивание» операционного усилителя и как его избежать

    СХЕМА

    ИЛЛЮСТРАЦИЯ

    ИНСТРУКЦИЯ

    Идеальный вольтметр имеет бесконечное входное сопротивление, что означает, что он потребляет нулевой ток из тестируемой цепи.Таким образом, не будет «воздействия» на цепь при измерении напряжения.

    Чем больше ток вольтметр потребляет от тестируемой цепи, тем больше измеряемое напряжение будет «проседать» под действием нагрузки измерителя, как манометр, выпускающий воздух из измеряемой шины: тем больше воздуха выходит из чем шина, тем больше давление в шине будет зависеть от процесса измерения. Эта нагрузка более выражена в цепях с высоким сопротивлением, таких как делитель напряжения из резисторов 1 МОм, показанных на принципиальной схеме.

    Если бы вы построили простой вольтметр с диапазоном 0-15 вольт, подключив механизм измерителя 1 мА последовательно с прецизионным резистором 15 кОм, и попытайтесь использовать этот вольтметр для измерения напряжения на TP1, TP2 или TP3 (относительно на землю), вы столкнетесь с серьезными ошибками измерения , вызванными «ударами» измерителя:

    Попробуйте использовать измерительный механизм и резистор 15 кОм, как показано, для измерения этих трех напряжений. Глюкометр показывает ложно высокое или ложное низкое значение? Как вы думаете, почему это так?

    Если бы мы увеличили входное сопротивление измерителя, мы бы уменьшили потребление тока или «нагрузку» на тестируемую цепь и, следовательно, повысили бы точность ее измерения.Операционный усилитель с входами с высоким импедансом (с использованием входного каскада JFET-транзистора, а не входного каскада BJT) хорошо подходит для этого приложения.

    Обратите внимание, что движение измерителя является частью контура обратной связи операционного усилителя от выхода к инвертирующему входу. Эта схема управляет движением измерителя током, пропорциональным напряжению, приложенному на неинвертирующем (+) входе, необходимый ток подается непосредственно от батарей через контакты источника питания операционного усилителя, а не от тестируемой схемы через испытательный щуп.Диапазон измерителя устанавливается резистором, соединяющим инвертирующий (-) вход с землей.

    Создайте схему измерителя операционного усилителя, как показано, и повторно измерьте напряжение на TP1, TP2 и TP3. На этот раз у вас должен получиться гораздо больший успех, если измерительный механизм точно измеряет эти напряжения (примерно 3, 6 и 9 вольт соответственно).

    Вы можете убедиться в чрезвычайной чувствительности этого вольтметра, прикоснувшись одной рукой к щупу, а другой к самому положительному полюсу аккумулятора.Обратите внимание, как вы можете направить стрелку вверх по шкале, просто измерив напряжение батареи через сопротивление своего тела: невозможный подвиг с оригинальной схемой вольтметра без усиления. Если вы прикоснетесь щупом к земле, счетчик должен показать ровно 0 вольт.

    После того, как вы убедились, что эта схема работает, модифицируйте ее, изменив источник питания с двойного на разделенный. Это влечет за собой удаление соединения заземления центрального отвода между 2-й и 3-ей батареями и вместо этого заземление дальней отрицательной клеммы батареи:

    Это изменение в источнике питания увеличивает напряжения на TP1, TP2 и TP3 до 6, 12 и 18 вольт соответственно.С резистором диапазона 15 кОм и движением измерителя 1 мА измерение 18 вольт будет мягко «фиксировать» измеритель, но вы сможете легко измерить контрольные точки 6 и 12 вольт.

    Попробуйте прикоснуться щупом измерительного прибора к земле. Этот должен приводить стрелку счетчика точно к 0 вольт, как и раньше, , но это не так! Здесь происходит явление операционного усилителя, называемое фиксацией : когда на выходе операционного усилителя появляется положительное напряжение, когда входное синфазное напряжение превышает допустимый предел.

    В этом случае, как и во многих операционных усилителях с полевым транзистором, ни один из входов не должен приближаться к напряжению на шине источника питания. При однополярном питании отрицательная шина питания операционного усилителя имеет потенциал земли (0 вольт), поэтому заземление испытательного щупа приводит неинвертирующий (+) вход точно к напряжению этой шины. Это плохо для операционного усилителя с полевым транзистором и приводит к сильному положительному выходу на выходе, хотя это не кажется так, как должно, в зависимости от того, как операционные усилители должны функционировать.

    Когда операционный усилитель работал от «двойного» источника питания (+ 12 / -12 В, а не «одиночного» источника +24 В), отрицательная шина питания находилась на расстоянии 12 В от земли (0 В), поэтому заземление тестового щупа не нарушило предел синфазного напряжения операционного усилителя.

    Однако с «одиночным» питанием +24 В у нас проблема. Обратите внимание, что некоторые операционные усилители не «защелкиваются», как модель TL082. Вы можете заменить TL082 операционным усилителем LM1458, который совместим по выводам (никаких изменений в проводке макетной платы не требуется).

    Модель 1458 не будет «защелкиваться», когда испытательный щуп заземлен, хотя вы все равно можете получить неправильные показания счетчика, если измеренное напряжение точно равно отрицательному напряжению на шине питания. Как правило, вы всегда должны быть уверены, что напряжение на шине источника питания операционного усилителя превышает ожидаемые входные напряжения.

    СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

    .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *