S7集成运放指标测试.pdf

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1、电路与电子技术实验电路与电子技术实验ⅡⅡ集成运放指标测试v实验目的ü加深对集成运算放大器特性和参数的理解。ü学习集成运算放大器主要性能指标的测试方法。ü进一步掌握模拟电子电路的调试方法、常用仪器操作等。v实验内容集成运放电路指标：ü输入失调电压VIOü输入失调电流IIOü输入偏置电流IIBü开环差模电压增益Aodü最大不失真输出电压幅度Vo(max)ü共模抑制比KCMRü转换速率SRv实验背景知识ü集成运算放大器是一种高增益的直接耦合放大电路。ü理想情况下，集成运放的：A=∞、R=∞、R=0、V=0、I=0、K=∞；odioIOIOCMR然而，实际上并不存在理

2、想的集成运算放大器。ü为了解实际运放与理想运放的差别，以便正确使用集成运放大器，有必要研究其实际特性，并对其主要指标进行测试。Ø集成运放（电压传输曲线）ü电压传输特性曲线：在直流或低频条件下运放的输入、输出关系。ü线性放大区~饱和区。ü理想条件下，集成运放的电压传输特性曲线通过坐标原点；运放的电压既可以用增量（交流量）表示，也可以用瞬时量、直流量表示。ü输出失调：实际运放的电压传输特性曲线不通过坐标原点；为了弥补输出失调电压，通常在运放输入级电路中设置了调零端。Ø集成运放（失调电压）ü输出失调电压V：OO集成运放在v=0时的输出电压；Id输入失调电压V：IO使

3、输出电压回零，在输入端加的反向补偿电压。VOO（mV级，例LM358典型参数3mV）V=-IOAodüV的大小反映了运放内部差分输入级中两个三极管V的失配程度。IOBEü当运放的输入外接电阻（含信号源内阻）较小时，失调电压及其温漂是引起运放误差的主要原因。Ø集成运放（失调电流）ü输入失调电流I：IO输入信号为零时，集成运放两个输入端的电流之差。IIO=

4、IBP-IBN

5、（nA级，例LM358典型参数2nA）üI的大小反映了运放内部差分输入级中两个三极管基极静态电流的IO失配程度。ü当运放的输入外接电阻较大时，失调电流及其温漂是引起运放误差的主要原因。Ø集成运放

6、（偏置电流）ü输入偏置电流I：IB输入信号为零时，集成运放两个输入端的电流平均值。1IIB=(IBP+IBN)2（nA~uA级，例LM358典型参数20nA）Ø集成运放（开环差模增益）ü开环差模增益A：od集成运放的输出电压与两个输入端电压差之比。DvODvOAod==DvIdDvP-DvN（很大很大，例LM358典型参数100V/mV）üA的大小反映了运放对输入差模信号的放大能力。odØ集成运放（最大不失真输出电压）ü最大不失真输出电压V：o(max)集成运放的线性输出电压极值。（理论上接近电源电压）Ø集成运放（共模抑制比）ü共模抑制比K：CMR集成运放的开

7、环差模增益与共模增益之比（绝对值）。AodKCMR=

8、

9、Aoc（很大很大，例LM358典型参数80dB）üK的大小反映了运放对输入共模信号的相对抑制能力。CMRØ集成运放（转换速率）ü转换速率（压摆率）SR：大信号输入时，集成运放的输出电压随时间的最大变化率。dvoSR=

10、

11、maxdt（大于零点几伏每微秒，例LM358典型参数0.3V/us）üSR的大小反映了运放对信号变化速度的适应能力，是运放工作在大幅度信号（如阶跃信号）时的一项重要指标。+VomØ集成运放（转换速率）+ü右图所示输入大幅度阶跃信号时的输出波形。0.9Vom+0.9VomSR=Dt2Dt2ü

12、若输入采用正弦信号（对应输出幅值V），则：o(max)vo=Vo(max)sinwtdvoSR=

13、

14、max=wVo(max)dtü输入信号频率越高，或输出电压幅度越大，要求运放的转换速率越快；输入信号频率越高，运放的最大不失真输出电压将减小。（若运放的转换速率不能满足要求时，输出信号将发生畸变）v实验准备ü运放：LM358ü实验箱Ø实验准备（电源）ü采用什么电源？ü电源操作步骤：（1）检查电源的开路输出电压；（2）断电，连线；（3）检查电源输出端与电路的电源端之间，是否连接正常，短路/断路？（4）通电，观察。v实验步骤（输入失调电压）ü下图所示测量电路。VO1

15、VIO=AodR1+R2Aod按计算R1ü尽可能保证R和R、R和R参数的对称性。1324（平衡补偿电阻不建议采用电位器，但可以省略）ü输出电压V的实测值可能为正，也可能为负。O1v实验步骤（输入失调电流）ü下图所示测量电路。R11IIO=

16、VO2-VO1

17、×R1+R2Rbü尽可能保证R和R、R和R，以及两输入端电阻R参数的对称性。1324b（平衡补偿电阻不建议采用电位器，但可以省略）（由于R>>R，则I和I在R和R上的压降可以忽略）b1BNBP13ü输出电压V的实测值可能为正，也可能为负。O2v实验步骤（输入偏置电流）ü下图所示测量电路。R2ü断开S1、闭合S

18、2，测得：VO3=(1+)(VIO+I