集成運算放大器的參數(shù)測試

1、  測量運算放大器的反相輸入電流和同相輸入電流。

2、  由反相和統(tǒng)相輸入電流測量值計算運放的輸入失調(diào)電流和輸入便置電流。

3、  測量輸出失調(diào)電壓并由輸出失調(diào)電壓的測量值計算輸入失調(diào)電壓。

4、  測量運放的輸入電阻和輸出電阻。

5、  測量運放的轉(zhuǎn)換速率。

二、 實驗器材

LM741   運放                       1個

直流電壓源                           1個

直流電流表                           1個

0—5uA微安表                        2個

信號發(fā)生器                            1臺

示波器                                1臺

電阻： 100Ω2個，10KΩ,100KΩ       各一個

三、實驗原理

測量運放的輸入失調(diào)電流和輸入偏置電流的電路如圖1 所示。運放的輸入偏置電流I_b為同相輸入端電流I₁與反相輸入端電流I₂ 的平均值。即

輸入失調(diào)電流Ios為兩個輸入電流之差，所以

                             I_os=I₁-I₂

圖1 測量運放的輸入失調(diào)電流和輸入偏置電流

不考慮相位時圖2 放大器的電壓增益Av可用下式計算

運放大輸入失調(diào)電壓Vos等于輸出失調(diào)電壓除以電壓增益Av，所以

圖2 測量運放的輸入失調(diào)電壓

測量運放輸入和輸出電阻的電路如圖3 所示。運放的輸入電阻Rin等于直流輸入電壓Vin除以直流輸入電流Iin，即

圖3 測量運放的輸入和輸出電阻  單電源運算放大器電路圖

測量運放轉(zhuǎn)換速率的電路如圖4 所示。轉(zhuǎn)換速率SR這個指標(biāo)反映運放輸出電壓的最大變化率對階躍輸入電壓的響應(yīng)情況。當(dāng)運放連接成電壓跟隨器時，電壓增益為1，轉(zhuǎn)換速率是最低的。為了測量轉(zhuǎn)換速率，可在運放的輸入端加上一個大幅度的寬脈沖信號，測出輸出電壓Vo對時間的變化率，即

                                ΔV_o/Δt

圖4 測量運放的轉(zhuǎn)換功率

四、 實驗步驟

1、  在EWB平臺上建立如圖1所示的實驗電路，單擊仿真開關(guān)運行動態(tài)分析，記錄輸入電流。

2、  根據(jù)步驟1測出的輸入電流，計算輸入偏置電流I_b和輸入失調(diào)電流I_0s。

3、  在EWB平臺上建立如圖2所示的實驗電路，單擊仿真開關(guān)運行動態(tài)分析，記錄輸入失調(diào)電壓V_of。

4、  根據(jù)步驟3測出的輸出失調(diào)電壓和放大器的電壓增益，計算輸入失調(diào)電壓V_os。

5、  在EWB平臺上建立如圖3所示的實驗電路，單擊仿真開關(guān)運行動態(tài)分析，記錄輸入電流Iin和輸出電壓V_o.

6、  將負(fù)載電阻R_L減小為100Ω，然后單擊仿真開關(guān)運行動態(tài)分析。注意觀察Vo值，繼續(xù)減小R_L直至輸出電壓Vo等于步驟5測量值的一半。記錄R_L的阻值，這個阻值就是運放的輸出電阻Ro。

7、  根據(jù)步驟5中I_in的測量值及電源電壓V_in，計算運放的輸入電阻R_in。

8、  在EWB平臺上建立如圖4所示的實驗電路，儀器按圖設(shè)置。單擊仿真開關(guān)運行動態(tài)分析。測量輸出電壓曲線的斜率，確定轉(zhuǎn)換速率SR，單位為V/us。

五、 思考與分析

1、  輸入偏置電流I_b的測量值與741運放的典型值比較，情況如何？

2、  輸入失調(diào)電流I_os的測量值與741運放的典型值比較，情況如何？

3、  輸入失調(diào)電壓V_os的計算值與741運放的典型值比較，情況如何？

4、  運放輸入電阻的測量值是偏高還是偏低？

5、  運放輸出電阻的測量值是偏高還是偏低？

6、  轉(zhuǎn)換速率的測量值與741運放的典型值比較，情況如何？

7、  轉(zhuǎn)換速率對運放的頻率響應(yīng)有何影響？