集成运算放大器的参数测试ppt课件.ppt

实验4集成运算放大器的参数测试 一 预习要求二 实验目的三 实验原理四 实验内容五 报告要求 1 理解集成运放主要参数指标的定义 用途和测试条件 2 查阅 A741的典型参数数据及管脚作用 3 自拟实验方案 设计测试运放主要参数的电路 方法和步骤 一 预习要求 二 实验目的 1 了解集成运算放大器的性质 特点及应用 2 熟悉集成运算放大器的主要性能指标定义及表示 3 掌握集成运算放大器的输入失调电压 输入失调电流 带宽积 转换速率 开环增益 共模抑制比等主要性能指标的测试方法 分析运算放大器性能 三 实验原理集成运算放大器是一种线性集成电路 采用一些性能指标来衡量其质量的优劣 集成运放电路的各项指标是正确选择和使用集成运放的依据 通常是由专用仪器进行测试的 实验以741型通用运放为例 学习其主要指标的简易测试方法 1 输入失调电压VIO由于运放电路元件参数很难做到完全对称 所以当输入VI 0时 输出电压并不为零 这种现象叫 失调 通常输入失调电压VIO的大小是指当输入VI 0时 输出VO按增益折算到同相输入端的数值 测试及估算 R1阻值应选很小 基极偏流在其上的压降远小于VIO 故可以忽略 因为V V 而V VSC1 R1 RF R1 故VIO VSC1 R1 RF R1 1 显然 测出VSC1 即可求出VIO 2 输入偏置电流IB和输入失调电流IIO输入偏置电流IB是指当输出电压VO 0时 运放两个差分输入端流入的偏置电流IB IB 的平均值IB IB IB 2输入失调电流IIO是指当输出VO 0时 运放输入差分电路两个基极偏置电流之差IIO IB1 IB2 测试条件及估算条件 RB RB RB R1故基极偏流在R1上的压降可以忽略 而V VIO IB RB V VSC2 R1 RF R1 IB RBIB VSC2 Rf RF Rf V RB 由 1 式VIO VSC1 R1 RF R1 得 IIO IB IB VSC2 VSC1 R1 RF R1 RB IB VIO V RB 3 增益 带宽积GBW频率响应是集成运放的重要指标 如741型运放开环 3dB 带宽为0 7HZ 开环增益一般可达2 105 常增益越高 带宽越窄 而增益带宽积GBW为一常数 当频率升高到开环增益为1 0dB 时 对应的频率fT 7 2 105 1 4MHZ 叫单位增益带宽 4 转换速率SR转换速率是指运放工作在闭环输入大幅度阶跃信号作用下 输出电压UO t 对时间的最大变化率 SR duo t dt若运放输入正弦电压UI Uimsin t UO Uomsin t 其转换最大速率为SR duo dt t 0 2 f Uom 只要选择运放的SR 2 f Uom 就能保证不因受SR限制而产生输出波形失真 741型运放的SR 0 5V s 当Uom 10V时 最大不失真频率为8KHz 转换速度与闭环增益有关 规定用集成运放在单位增益 单位时间内输出电压的变化值来标定转换速率 5 共模抑制比CMRR共模抑制比 集成运放的差模电压放大倍数Ad与共模电压放大倍数Ac之比CMRR Ad Ac 或CMRR 20lg Ad Ac dB 741型运放的典型值为80dB V Vsr Rt2 Rt1 Rt2 V Vsr RF RF R1 Vsc RF RF R1 由定义 VSC AV V V 0 5AVCM V V 差模输入电压和共模输入电压之和 而Rt2 RF Rt1 R1故VSC 整理 通常 故 所以CMRR AV AVCM RF R1 Vsc Vsr 四 实验内容实验采用通用集成运放型号 A741 引脚如图引脚作用为 脚为调零端 脚为反相输入 IN 脚为同相输入 IN 脚为负电源V 脚为输出OUT 脚为正电源V 脚空 NC 注 集成运放调零端开路 电阻R1R2要求对称 且取值尽量小 1 测量输入失调电压VIO和失调电流IIO 测量参考电路如下图 测量输入失调电压VIO和失调电流IIO 闭合K1 K2短路RB 测输出电压UO1 则输入失调电压 VIO UO1 R1 R1 RF 断开K1 K2 接入RB 测输出电压UO2则失调电流 IIO IB1 IB2 UO2 UO1 R1 R1 RF 1 RB 表4 1输入失调电压 失调电流 转换速率和共模抑制比数据 2 测试增益 带宽积GBW测试电路 UO 输入正弦信号f 1KHz 用示波器观察UO不失真 按表中给出的RF R1值 分别测量计算AVf和 3db带宽并填表 测量步骤 加入f 1kHz Vi 10mV的正弦信号 测Avf 求上限频率fH GBW Avf fH 改变RF和R1的值 重复1 2 3步骤 3 测试转换速率SR 测试SR参考电路 输入方波脉冲UIm 5V f 5KHz用示波器观察输出波形 并测量其上升时间tr 则SR 0 9Uom tr 4 测试共模抑制比CMRR 输入共模正弦信号f 1kHz 幅度1 2V 毫伏表有效值 用示波器观察Uoc不失真 测量Uic和UOC 则 CMRR Ad Ac RF R1 UiC UOC UiC 12V R11K RF100K R3100K CMRR测试电路 UOC R21K RW100