7.5. ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

При определении параметров операционных усилителей при малом сигнале необходимо обращать внимание на то, чтобы усилитель не выходил за пределы линейного участка усиления. Из-за высокого коэффициента усиления это условие практически можно выполнить только тогда, когда усилитель охвачен обратной связью. Интересующие же нас параметры можно вычислить косвенным путем, используя измеренные параметры охваченного обратной связью усилителя.

В качестве примера на рис. 7.19 приведена схема для измерения дифференциального коэффициента усиления

Рис. 7.19. Принцип измерения дифференциального коэффициента усиления.

Амплитуду входного сигнала устанавливают такой величины, чтобы усилитель не выходил из режима линейного усиления или (для более высоких частот) не появлялись динамические искажения выходного сигнала. Затем определяется отношение

Из-за высокого усиления операционного усилителя амплитуда имеет очень малую величину. Для предотвращения возможных ошибок измерения схему рекомендуется видоизменить в соответствии с рис. 7.20. За счет наличия на -входе усилителя делителя напряжения напряжение составляет

и может быть измерено значительно более точно.

Рис. 7.20. Практическая схема для измерения дифференциального коэффипиента усиления.

Изменяя частоту сигнала, можно определить частотную зависимость коэффициента усиления При этом наиболее целесообразно использовать осциллограф, с помощью которого для каждой частоты можно контролировать, не выходит ли усилитель из линейной области усиления. Одновременно при помощи фазометра с высокой разрешающей способностью можно измерять фазовый сдвиг выходного напряжения.

По фазово-частотной характеристике усилителя для любого коэффициента усиления схемы можно определить запас по фазе. Он может быть также определен для любого значения А посредством осциллографирования реакции охваченного обратной связью усилителя на скачок входного напряжения и сравнения полученной осциллограммы с рис. 7.11.

Измерение входного тока покоя

В принципе измерение входного тока покоя можно осуществить непосредственно с помощью амперметра. Однако для операционных усилителей с полевыми транзисторами на входах требуются специальные высокочувствительные приборы и, кроме того, необходима тщательная экранировка измерительной схемы от внешних мешающих полей.

Необходимость в этом отпадает, если исследуемый усилитель включен по схеме преобразователя импеданса (рис. 7.21) В момент начала измерения размыкается ключ Конденсатор С заряжается входным током покоя усилителя при отсутствии сигнала; при этом напряжение на нем будет нарастать по линейному закону:

Рис. 7.21. Схема измерения входного тока покоя.

Изменение во времени напряжения на конденсаторе можно измерить на низкоомном выходе операционного усилителя. Благодаря наличию на входе операционного усилителя конденсатора наводимые напряжения помех сглаживаются. Емкость конденсатора выбирается из условия удобства измерения временного интервала, в течение которого напряжение изменяется на несколько сот милливольт. Для входного тока покоя, например при емкости конденсатора изменение напряжения на происходит за 10 с.

Чтобы ошибка измерения, вызванная токами утечки, оставалась достаточно малой, напряжение на конденсаторе С не должно подниматься до больших величин. Кроме того, следует использовать конденсаторы с большим сопротивлением изоляции. Этим требованиям удовлетворяют конденсаторы с диэлектриком из стирофлекса и металлостеклянные конденсаторы. Недостаточно хорошие изоляционные свойства диэлектрика конденсатора легко обнаружить, так как выходное напряжение будет изменяться нелинейно во времени и стремиться к некоторому установившемуся значению.

Таблица 7.2 (см. скан) Различные типы операционных усилителей

(см. скан)