工电v3.0-3.2-运放参数测试ppt课件.ppt

第三单元电子技术训练 实验二集成运算放大器参数测试 1 一 实验目的 1 了解运放的输入失调电压 输入失调电流的测试方法 2 了解运放带宽的测试方法 3 掌握运放转换速率的测试 了解建立时间对运放工作的影响 4 掌握运放开环增益的测试方法 5 掌握运放共模抑制比的测试 2 二 实验原理为了能够正确选择和使用集成运放 必须掌握衡量其质量优劣的参数指标 这些参数通常是用专用仪器测量的 本实验以741型运放为例 学习测试其主要指标的简易方法 1 输入失调电压VIO的测试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 3 条件 Rf阻值应选很小 基极偏流在其上的压降远小于VOS 故可以忽略 因为V V 而V VSC1 Rf RF Rf 故VOS VSC1 Rf RF Rf 1 显然 测出VSC1 即可求出VOS 4 2 输入偏置电流IB和输入失调电流IIO输入失调电流IIO是指当输入VI 0时 运放输入差分电路两个基极偏置电流之差IIO IB1 IB2 5 条件 RB RB RB Rf故基极偏流在Rf上的压降可以忽略 而V VOS IB RBIB VOS V RB V VSC2 Rf RF Rf IB RBIB VSC2 Rf RF Rf V RB 由 1 式 VOS VSC1 Rf RF Rf 得 IIO IB IB VSC2 VSC1 Rf RF Rf 1 RB 6 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 通常增益越高 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 7 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 如741型运放的SR 0 5V s 当Uom 10V时 最大不失真频率为8KHZ 由于转换速度与闭环增益有关 因此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 8 5 共模抑制比CMRR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 叫做共模抑制比 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 Rf Vsc RF RF Rf 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 9 而Rt2 RF Rt1 Rf故VSC 整理 通常 故 所以CMRR AV AVCM RF Rf Vsc Vsr 10 三 实验内容本实验采用集成运放型号为 A741 引脚作用为 为正负电源 为反相和同相输入 为输出 空 为调零端 1 测量输入失调电压VIO和失调电流IIO 它们的典型值分别为2 10mV和50 100nA 测量参考电路如图 1 闭合K1 K2短路RB 测输出电压UO1 则VI0 UO1 R1 R1 RF 2 断开K1 K2 接入RB 测输出电压UO2则IIO IB1 IB2 UO2 UO1 R1 R1 RF 1 RB 11 注 集成运放的调零端开路 电阻R1R2要求严格对称 且取值尽量小 以减小输入失调电流的影响 741的VIO IIO测试电路 12 2 测试增益 带宽积GBW 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 13 测量步骤 1 加入f 1kHz Ui 10mV的正弦信号 测Avf 2 求上限频率fH 3 GBW Avf fH 4 改变RF和R1的值 重复1 2 3步骤 14 3 测试转换速率SR 测试SR参考电路 输入方波脉冲UIm 5Vf 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 15 4 测试共模抑制比CMRR 输入共模正弦信号f 100Hz 幅度1 2V 用示波器观察Uoc不失真 测量Uic和UOC 则 CMRR Ad Ac RF R1 UiC UOC CMRR测试电路 16 四 预习要求1 掌握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