采用什么方法对运算放大器进行测量?
运放的供电方式分双电源供电与单电源供电两种。对于双电源供电运放,其输出可在零电压两侧变化,在差动输入电压为零时输出也可置零。
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对运算放大器的测量通常需要针对其关键性能参数进行测试,以下是常用的测量方法及步骤:
一、静态参数测量
-
输入失调电压(Vos)
- 方法:将运放接成闭环(如单位增益缓冲器),输入端接地,测量输出电压 ( V{out} ),则 ( V{os} = V{out} \div A{CL} ),其中 ( A_{CL} ) 为闭环增益。
- 工具:高精度万用表、低噪声电源。
-
输入偏置电流(Ib)与输入失调电流(Ios)
- 方法:
- 在输入端串联高阻值电阻(如1MΩ),测量电阻两端的电压差,计算电流 ( Ib = V{电阻} \div R )。
- 失调电流 ( I{os} = |I{b+} - I_{b-}| )。
- 方法:
-
电源电流(ICC)
- 方法:断开电源与运放的连接,串联电流表测量静态电流(无负载时)。
二、动态参数测量
-
开环增益(AOL)
- 方法:
- 使用低频交流信号(如100Hz)输入,通过反馈网络强制运放工作在线性区,测量输入与输出电压的比值 ( A{OL} = V{out} \div V_{in} )。
- 注意:需避免自激振荡,可加入小电容补偿。
- 方法:
-
带宽(GBW)与压摆率(Slew Rate)
- 带宽:输入正弦信号,逐步增加频率,当输出幅值下降至低频时的0.707倍(-3dB点),对应频率为带宽。
- 压摆率:输入大幅值方波,测量输出电压从10%到90%的上升时间 ( \Delta t ),则压摆率 ( SR = \Delta V \div \Delta t )。
-
共模抑制比(CMRR)
- 方法:施加共模信号,测量输出电压变化,计算 ( CMRR = 20 \log \left( \frac{A{差模}}{A{共模}} \right) )。
三、测试工具与配置
- 仪器:示波器、信号发生器、精密万用表、可调电源。
- 电路配置:典型闭环放大电路(如反相/同相放大器)、调零电路(用于补偿失调电压)。
- 环境要求:低噪声、稳定电源、避免温度波动。
四、注意事项
- 确保电路无自激振荡(可加补偿电容)。
- 高精度测量时需考虑PCB布局和接地。
- 动态测试时信号频率需覆盖运放工作范围。
通过以上方法,可全面评估运放的直流特性、交流响应及动态性能,确保其符合设计需求。
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