отоб.ражвН'ИЯ. Эти составные части показаны на рпс, 5.39. Функцию отображения выполняет осциллограф, который те я/вляется (составной частью данного тестера.

Рис. 5.39. Структурная схема тестера для проверки ОУ (с разрешения фирмы Motoro-1а ):

/ - генератор входных сигналов;

источник питания, J - испыты-впемый прибор, 4 - осцил.юграф (вчоды X и Y]

5.25.2. ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

Схема источника питания приведена на рис. 5.40. Источник представляет (Собой мощный параметрический стабилизатор с параллельным стабилитроном. Лампочка индикации питания включена параллельно

к л 10,375А --СГО---<1/Т>-п

Треходмоточ-ньш трансформатор F-OX

Sylvama 2 4CSB

15 3

Г

5н

-<d)

4<h

5] /тк !?0Л(1

so о, о

25 в

Motorola MDA920A-Z

360 25Вт

<*7о

05 Вт

50 7 Вт

~6В

360 0,5Вт

-75 В

Рис. 5 40. Схема источника питаггия тестера для проверки ОУ (с разрешения фирмы Motorola ):

/ и 2 - согласованные стабилитроны типов 1N3793 и 1N753 соответственно

конденсаторам фильтра. Она одновременно служит для разряда конденсаторов после выключения питания. Ре-висторный делитель во вторичной об.мотке трансформатора создает входной сигнал для схемы источника сигналов.

5.25.3. ИСТОЧНИК СИГНАЛОВ

Схема источника (сигналов (ipnc. 5.41) формирует юин.хроннзированные сигналы для каналов варти-кального 1и горизонтального отклонения. При любом из рассматриваемых испытаний важно, чтобы сигнал, поступающий на вертикальный канал, был синхроннзиро-

Эпронировка с помощью шасси

На Вход X асцилпограсра W%

HaMf

Испь/тывас -мая ИС

----Уровень 73

ылодной сигнал

Рис 5 41 Принципиальная схема гснсрато[)а входных сигна то тестера для проверки ОУ (с разрошения фирмы .Motorn!-i*)

ван с сигналом горизонтальной развертки Наиболее очевидный путь вьгполнен.ия этого условия заключается в подаче на вход проверяемого прибора и па вход развертки осциллографа одного и того же входного сигнала.

Возможное значение коэффициента хсилення типичного ОУ составляет, но меньшей мере, 1000, поэтому на входе проверяемого прибора подключен резисторный делитель 1000:1. Этим приводятся в соответствие относительные амплитуды сигналов, подаваемых на входы X п У осциллографа. Для ОУ со значительно большими величина.ми коэффициентов усилення (напрп.мер, боль-

ше 100 000) можно добаеить еще один делитель. При таких уроенях усиления (можно рекомендовать поместить такой делитель непосредственно иа колодке, в которую включаемся данный прибор, чтобы уменьшить вероятность наводок на соединительный жгут

Желательно, хотя и не обязательно, чтобы на экране не было 1Видно обратного хода луча Это условие выполняется путем модуляции яркости , осуществляемой схемой источника сигналов Следует отметить, что это е настоящая модуляция яркости, для которой необходимо подавать сигнал на вход 2 осциллографа, но эффект получается такой же Это означает, что относительная яркость луча осциллографа определяется скоростью развертки, если остальные параметры луча неизменны

Работа схемы рнс 5 41 довольно проста Когда транзистор находится в состоянии отсечки, цепочка RC заряжается до напряжения питания (-f 15 В) Постоянная времени выбрана таким образом, что получается достаточная амплитуда до выхода на экспоненциальный участок кривой заряда Постоянная времени дол-укна быть значительно больше, чем частота следования, которая в рассматриваемой схеме равна 60 Гц

Часть напряжения вторичной обмотки силового трансформатора используется как входной сигнал для схемы источника сигналов (точка А на рис 5 40 и 5 41) Как только 1Мгновенное значение напряжения синусоидального сигнала превысит заданный пороговый уровень (приблизительно 2Уве+У2), транзистор открывается и, таким образом, разряжает конденсатор В результате получается напряжение, форма которого показана на рис 5 41

Этот сигнал поступает на ОУ и осциллограф через потенциометр регулировки уровня и резисторы делителя Как видно из графиков, приведенных на рис 5 41, относительные яркости прямого и обратного хода луча зависят от отношения времени Ti и Гг Таким образом, при соответствующей настройке осциллографа обратный ход луча исчезает

5 25 4 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ В ТЕСТЕРЕ

Схема соединений для всех колодок тестера (приведена на рис 5 42 Заметим, что все колодки рассчитаны на подключение интегральных ОУ фирмы , Мо-

torola Однако можно приспособить колодки для проверки ОУ других типов Во всяком случае, необходимо предусмотреть блокировку по питанию непосредственно на каждой колодке и подключить к каждой из ко-

МС 1S30/31 М с 1430/31 0,1 0,1

М01533

/И С 14 33

0,1 0,1 (jjfp - 15 В

МС1709 МС 17090 0,1 0,1

(7,f 0,1

0,001

0,1 0,1

0,1 0,1

0,001-

0,1 0,1

0.1 0,1

Пласмас-о8ый норп

0,001

+?5й-*-

Вьюокий уробеиь

Рис 5 42 Схема подключения колодок для проверки интегральных схем тестером для проверки ОУ (с разрешения фирмы MotoroIa )

лодок цепь частотной коррекции, конденсатор или, при необходимости, конденсатор и резистор. Заметим, что в качестве общей для всех ОУ нагрузки используется один резистор, сопротивление которого равно 2 кОм При желании можно подключить точный нагрузочный Ш

резигстор к каждой отдельной колодке Заметим, ироме того, что дл.я трех (колодок (предусмотрен (переключатель О'Н (Используется при испытаниях интегральных ОУ некоторых типов, вы1нускаемых фирмой Motorola (и состоящих -из узлов с высокими и Низким(и значениями 1Коэфф и ЦП ента у си л-енн я

Отдельно моЖ(НО заказать дополнительные колодки для ОУ других типов С другой стороны, если нуЖ(Н0 проверить ОУ только одного типа, нужна только одна колодка. Максимальная величина сигнала, которую можно подать на вход, составляет 8 В (раз.мах) при холостом ходе Этот сигнал поступает с регулировочного нотенцно1метра, сопротивление которого равно 5 кОм. Такое напряжение достаточно для большинства ОУ.

При подключении до1юлнительных колодок необходимо вводить элементы блокировки по питанию и частотной К0(ррекции, сое/дннять (вьгход ОУ со входом вертикального канала осциллографа и, (Нрн нео-бходимо-сти, иодстранвать величниу входного напряжения. Следует иметь в В1нду, что ам.нлитуда входного (сигнала, подаваемого на ОУ, должна превышать значение напряжения смещения ОУ любого типа ih быть достаточной (ДЛЯ обеспечения режима насыщения

5.25.5. КОНСТРУКЦИЯ ТЕСТЕРА

Точ1ная конструкция тестера определяется, прежде всего, числом колодок, необходимым для испытания ОУ разных типов. Однако (следующие замечания общего характера справедливы при любом конструктивном (Исполнении тестера.

Монтаж схемы следует, если это возможно, выполнять плоскими проводниками, (покрытыми (Медью.

Если силовой трансформатор расположен вблизи ч участии тельных входных цепей, можно попробовать ввести заземленную экранирующую обмотку. Источник Ш1тания (И генератор в.ходных сигналов должны быть по возможности расположены в отдельной секции тестера. Выводы цепей постоянного гока и испытательный сигнал нужно подводить к колодкам через проходные конденсаторы.

Делитель 1000 1 та1кже следует располагать вблизи колодок.

5.25.6. ИНТЕРПРЕТАЦИЯ СИГНАЛОВ НА ЭКРАНЕ ОСЦИЛЛОГРАФА

На рис. 5.43 /приведена типичиая осциллограмма. Замети.м, что проверяемый ОУ входит *в режим насыщения. При это1М гдатаные .Х'арактериые участки этой передаточной функции используются для определения щеличин напряжения смещения, коэффициента

усиления с разомкнутой ОС

Нуль по горизонтали маКСИМаЛЬИОГО ВЫХОДНОГО

напряжения. Ниже оппсап типичный порядок работы.

1. Временно заземлить горизонтальный и вертикальный входы осциллографа.

2. Органами управления лучом установить светящу-

. юся точку на нулевые деления [ю вертикальной и горизонтальной осям мас-и!табной сетки, т. е. в центре экрана.

3. Вставить проверяемый ОУ в соответствующую колодку. Отключить входы осциллографа от земли .

4. Увеличить амплитуду, регулируемую потенциометром, до вхождения ОУ в глубокое насыщение, т. е. до появления плоск1гх участков в начале и в конце осциллограммы.

5. Отсчитать значения максимального выходного напряжения положительной и отрицательной полярностей непосредственно (по осциллограмме передаточной функции. Допустим, например, что каждое деление по вертикали Соответствует 1 В. Тогда макси.малыше значение напряжения отрицательной полярности равно приблизительно 2,5 В, а максимальное значение напряжения положительной полярности - приблизительно 2,3 В. Следовательно, полный размах выходното напряжения равен при'блдаительно 4,8 В (двойное а1.мплитудное значение). Это означ'ает, что любой выходной сигнал, величина которого превышает 4,8 В, будет создавать плоские участии в результате насыщения.

Рис. 5.43. Интерпретация ос-диллограммы тостера для проверки ОУ (с разрешения фирмы MotoroIa ); /1рос = =;(КД)-10-

6. Коэффициент усиления с разомкнутой ОС равен Быч1иелен1Н01му значению наклона передаточной функции, умноженному на 1000. Можно июпользовать любой участок передаточной .характеристики. Однако необходимо знать .масн1таб напряжений как по торнзонтали, так п 1П10 (вертикали. Допусти.м, напри.мер, что цена деления как по горизонтали, так и по вертикали равна 1 В. При этих условиях размер передаточной характеристики по оси X (соответствует 1 В, а размер по оои Y-1,5 В. Следовательно, отношение X/Y=\,6 и коэффициент усиления с разомкнутой ОС равен 1500 (1,5x1000). Если размеры изображения по горизонтали и по вертикали равны между собой (например, по 1 см), то нет смысла принимать во внимание точное значение напряжения. Вместо этого используется только величина отношения У/Х для данного участка передаточной характеристики.

7. Величина напряжения смещения равна смещению но горизонтали от нулевой опорной точки горизонтальной оси до точки, где характеристика пересекается с вертикальной осью, деленному на 1000. Например, допустим, что каждое деление экрана соответствует 1 В. При этом характеристика пересечется с проходящей через нуль вертикальной осью в точке, отстоящей от нулевой точки но горизонтали на расстояние, соответствующее иапряжен.ию приблизительно 0,7 В, как показано на рис. 5.43. Таким образом, величина напряжения смещения равна 0,7 мВ (0,7 В/1000).

8. Мерой линейности ОУ может быть линейность участка передаточной характеристики, заключенного (между точками насыщения. Например, если эта линия совершенно пря.мая, то данный ОУ является полностью линейным.

9. При отсчетах .значений коэффициента усиления с разо.мкнутой ОС и напряжения смещения .можно рекомендовать увеличить чувствительность по горизонтали, что приводит к увеличению разрешающей способности и, следовательно, (к пов1>1П1ен1ИЮ точности измерения. Следует иметь в виду, что при переключении диапазона чувствительности осциллографа по напряжению необходимо проверить (нулевые опорные точки по обеим осям. Однако при нескольких испытаниях подряд в такой проверке обычно нет необходимости.

5.25.7. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ

Коэффициент уюиления с разомкнутой обратной связью можно определить ак отношение шрираше-ния выходного напряжения к прирашению входного. Идеальный ОУ обладает бесконечно высоким значением коэффициента усиления при разом.инутой ОС. В общем случае чем больше усиление, тем лучше точность. Значение коэффициента \силения с разомкнутой ОС часто понимается ошибочно. С точки зрения потребителя коэффициент усиления с разомкнутой обратной ОС определяет границы точности, достижимой в схеме с замкнутой ОС, а не предельную точность.

На рис. 5.44 приведена схема идеального ОУ. Коэффициент усиления этой схемы с замкнутой ОС равен:

Рис 5 44 Идеализированный операционный усилитель (с разрешения фирмы Motorola )

Если значение коэффициента хсиления ОУ в схеме, приведенной на рис. 5.44, бесконечно, то ур-ние (1) упрощается и в нем остается только отношение параметров двух пассивных элементов цепи ОС. Это и будет идеальная величина коэффициента усиления ОУ с замкнутой ОС, включенного по схеме рис. 5.44. Имее.м

евых/бвх = - Rji- (2)

Погрешность в величине коэффициента усиления с замкнутой ОС (errorci.) операционного усилителя можно представить в виде

% (error)

вых/вх.ид

вых/вх действ

100.

Это выражение с учетом ур-ний приобретая вид

% (error ) = i + pJ/%, + /?.) 322

(1) и (2) упрощается,

Пог.рсшно'сть величины коэффициента усиления с за.мкнутой ОС является иепосрежпвенной функцией значения усиления по иетле /lpoci/(i?i + i?2), а не только коэффициента усиления с разомкнутой ОС. Коэффициент усиления с разомкнутой ОС определяет погрешность коэффипиента усиления с замкнутой ОС, а усиление по петле определяет точность.

Максимальный размах выходного напряжения (Увых.макс) МОЖНО определить как .амплитудное значение разма.ха выходного напряжения по отношению к нулево.му уров.ню, которое можно получить -без насыщения. Обычно подразумевается .симметричный размах напряжения. Однако если величины У+выхмакс и У~вых.мапс отличаются друг ОТ друга, то макси.мальный симметричный размах .напряжения ограничен меньшей абсолютной величиной. Выходное полное сопротивление, ток .нагрузки и частота о.казы1вают непооредствен-ное влияние на значение Увых.макс-

На максимальный размах выходного напряжения при задан.ном до-пустимом уров.не искаж.ений, по.М'ИМо напряжения Упыхмаис, влияет линейность передаточной характеристики. Отклонение .передаточной характеристики от идеальной прямой линии .в н.ределах между граница.ми насыщения определяет степень искажений, которую -мож.но ожидать .на выходе, а также амплитудное значение напряжения, при кото.ром возникнут такие искажения.

Напряжение смещения Vio можно определить как !1апряжение, которое нужно подать на входные зажн..мы для получения нулевого значения напряжения на выходе. Пар.аметр Vio также свидетельствует о точности согласования па;раметров элементов в дифференциальных каскадах ОУ. Напряжение Vio определяется, главным образом, величинами наиряжений база-эмиттер (или затвор - исток) во входно.м каскаде ОУ и разбалансом во втором каскаде, приведенным ко входу первого.

В .общем .случае напряжение Via является осноВ|НЫм источником погрешности из-за смещения .напряжения в схемах с низкими зиачениями соиротивления источн.и-ка сигнала. Операционные усилители с миннмальным.и величинами Vio лучше согласованы и, в обще.м, хорошо ведут себя при изменениях тем.пературы. Таким образом, подобные усилители дадут .минимальные значения дрейфа на выходе при колебаниях температуры.

Фактором, который не всегда принимается во внимание при определении влияния напряжения Ую на работу ОУ с замкнутой ОС, является то, что погрешность увеличивается не просто в число раз, равное отношени[о сопротивлений резисторов в цепи ОС к сопротивлению резистора, подключенного к входной суммирующей точке, но в число раз, равное этому отношению +1 При высоких значениях коэффициента усиления это различие можно ие учитывать Однако в схеме с единичным усилением получается разница приблизительно в 2 раза.

Предметный указатель

Анализ гармонический 276

- методом сигнала прямо угольной формы 275

- - синусоидального сигнала 274

Введение 9

Вход инвертирующий 13

- неинвертирующий 13 Вычитатель аналоговый 112

Генератор пилообразного на пряжения 194

- сипу сои чапьпых копебаи! i низкой частоты 233

- ступенчатого напряжения 194

Гиратор 166

Датчик температуры 130 Декодер мультиплексер на ИТУН 180

Детектор амплитудный 191 Диапазон частотный 65 Дифференциатор 232 Допуски на напряжение питания 90

Емкость проходная 272

Запас по фазе 50, 64

Интегратор 228 , Искажения 274

- интермодуляционные, изме рения 278

Источники тока, управляемые напряженном (ИТУН) 134

- -, - -, основные расчет, ные соотношения 148

- ------ с мощными вы

ходными каскадами 183

---с регулируемым

\си1ением 167

.. - схема 135

термины и опре

деления 153

кости 151 141

типовые схемы

-, - -, учет влияния ем характеристики

Каскад внешний входной --выходной 122

- выходной 21

Каскады выходные мощные на ИТУН 183

Компенсация смещения н\ля 100

- температурная 14 Компаратор на ИТУН 158-161

- иа ОУ 208-216 Компараторы на ИТУН мик-ромошные 184

Конденсаторы развязки 98

Контур заземления 17 RC коррекция 42, 47

Коррекция с фазовым запаздыванием 42, 54 ---опережением 42, 48

- фазы 32, 40

--, выбор метода 43

-- изменением входного

сопротивления 40, 45