集成仪表放大器设计

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1、NewPage4页码，1/6第二部分模拟电路实验实验2.9集成运算放大器的测试[要点提示]一、实验目的二、实验预习要求三、实验原理四、实验仪器设备五、练习内容及方法六、实验报告[内容简介]一、实验目的    掌握集成运算放大器主要参数的测试方法。二、实验预习要求1.复习运算放大器的工作原理和主要参数的物理意义。2.了解待测运算放大器的技术性能，分清各个管脚的作用。3.弄清各测试电路的工作原理。三、实验原理1.输入失调电压Vos    实际的线性集成电路的参数难于做到完全对称，输入电压为零时的输出电压不等于零。通常把室温（25℃）及标准电

2、源电压下的输出电压折算到输入端的等效输入电压称之为输入失调电压，常以Vos表示。测试电路图2.9.1中R值应尽可能小，如取几十至几百欧姆。RF为几千欧。测量时，先将图2.9.10中的调零电位器Rp2短路，接通电源，用毫伏表或万用表测量输出电压Vo,按下式求输入端的失调电压。(2.9.1)    如取R=51Ω,RF=5.1kΩ,则。2.输入失调电流Ios    输入失调电流是指输入信号为零时的两输入端的基极电流之差，即Ios=Ib1-Ib2。显然，由于存在Ios，将使输出端电平偏离零点。按测试电路图2.9.2的测量步骤如下：    （1

3、）闭合开关S,在低输入电阻下，测出输出电压Vo1。如前所述，这是由输入失调电压Vos引起的输出电压。图2.9.1测量Vos的电路图2.9.2测量Ios和Vos的电路    （2）断开S,在高输入电阻下，测出输出电压Vo2。则由Ios引起的附加的输出电压Vo2-Vo1乘以分压比R/(R+RF),即R(Vo2-Vo1)/(R+RF)可近似地认为是由Ios在R1上产生的，因此(2.9.2)file://C:DocumentsandSettingsHunterGen桌面NewPage4.htm2011-5-11NewPage4页码，2/

4、6    测量电路中R1值取大一些，以使(Vo2-Vo1)大些，便于测量。但R1过大则漂移大，输出不稳定，R1一般取10kΩ左右。3.输入偏置电流IB    输入偏置电流IB是指输入信号为零时，两输入端基极电流的平均值（）。测试电路如图2.9.3所示。当IB＜1μA时，应采用高灵敏度电流计。图2.9.3测量IB电路图2.9.4交流开环、直流闭环的测量电路4.开环电压增益Ao    开环电压增益是指负载开路，并加上低频（一般约200Hz）信号电压条件下测出的电压增益。    这里介绍两种测试方法：    （1）交流开环、直流闭环的测量法 

5、   其电路如图2.9.4所示。电容CF对直流或缓慢的温漂来说，等效开路，而对交流信号相当于短路，因此对交流几乎无反馈，如同开环状态。RF为直流负反馈电阻，C为隔直流电容。一般Vi很小，不易测量，故加入分压器（R1、R2），这样可得大的Vi，便于测量。测出Vo和Vi′后，可按下式计算(2.9.3)    对于Ao＞105以上高增益集成运算放大器，频带较窄，测试信号频率很低，则要求CF很大，故这种测量法不太适用于高增益运算放大器。图2.9.5交流反馈测量电路    (2)交流反馈测量法图2.9.5交流反馈测量电路file://C:Doc

6、umentsandSettingsHunterGen桌面NewPage4.htm2011-5-11NewPage4页码，3/6    电路如图2.9.5所示。通过RF、R2、R3的直流反馈，使输出漂移小。通过RF、R1的交流反馈，使放大倍数比较稳定。引入分压器R2、R3以提高输入电压测量准确度。测出Vo和Vi′，则开环放大倍数为(2.9.4)    测量时，一般高增益放大器频带都很窄，测试频率必须选在开环频率特性的第一个转折点以下。5.输出电压最大动态范围    运算放大器输出电压的最大动态范围是指无失真条件下。所能达到的最大输出

7、幅度。测量电路如图2.9.5所示。接入一定负载后，逐步加大输人信号的幅度直到输出波形开始产生顶部和底部削波失真时的输出电压峰峰值Vop-p，该值即是运放的最大动态范围。动态范围与外接负载大小有关，如图2.9.6所示。动态范围还与电源电压和频率有关。图2.9.6不同负载的输出动态特性6.频率特性    测量开环频率特性的电路见图2.9.5。为了减小负反馈，从而使校正补偿电容值减小，R1可以省略。开环频率特性与校正电容大小关系很大，如图2.9.7所示，校正电容越大，频带就越窄。图2.9.7不同校正电容的频率特性7.输入电阻Ri    输入电

8、阻是指开环状态下，运放中两个差动输入端之间的等效电阻。测量电路如图2.9.8所示。测量时，先将图中Rp调到零（短路），加入输入信号（200Hz），测出Vi1。然后调节Rp使毫伏表指示下降到原来读数的一半，则