Лабораторна робота № 12

Дослідження технічних характеристик

операційних підсилювачів

12.1. Мета роботи

Вивчення технічних характеристик операційних підсилювачів і особливостей їх використання у реальній схемотехніці. У роботі для вибраного або заданого типу операційного підсилювача (ОП) необхідно визначити ту гаму вхідних і вихідних параметрів, які можна отримати за допомогою віртуальної лабораторії EWB.

12.2. Використання пакету EWB для дослідження робочих параметрів і характеристик операційних підсилювачів

У пакеті EWB умовне зображення ОП має вигляд, наведений на рис. 12.1. Операційні підсилювачі вибираються з меню Analog IСs (рис. 12.2).

У залежності від задач, що вирішуються, вибирається ОП з кількістю виводів від 3 до 7. Підсилювачі з трьома виводами не передбачають підключення напруги живлення, тому вони при проведенні дослідів використовуються здебільшого як ідеальні підсилювачі з напругою живлення, що задається у відповідності до паспортних даних.

Рис. 12.1 Рис. 12.2

У підсилювачах із п’ятьма виводами передбачається можливість задавати напругу живлення, але у рамках паспортних значень. Якщо напруга живлення перевищуватиме максимально допустиму напругу, що закладена у моделі, то програма відобразить вікно з інформацією про помилку створення схеми або помилку у виборі робочих параметрів компонентів, що використовуються. У той же час, програма дає можливість працювати з ОП в усьому паспортному діапазоні робочих напруг. У підсилювачах з сімома і дев’ятьма виводами передбачається встановлення необхідної для відповідних підсилювачів зовнішньої частотної корекції або напруги зміщення.

Передбачені вимірювальні прилади дозволяють заміряти весь діапазон робочих струмів і напруг ОП, що дає можливість визначати реальні параметри відповідного приладу.

Вибір ОП у відповідності до заданого варіанту забезпечується бібліотекою, вигляд вікна якої приводиться на рис. 12.3. Для кожного з елементів бібліотеки передбачено редагування параметрів. Для цього, як і в попередніх випадках, необхідно натиснути кнопку Edit, після чого з’являється вікно з двома сторінками параметрів, що приведені на рис. 12.4 та рис. 12.5.

Рис. 12.3

Рис. 12.4

Рис. 12.5

Positive power supply (VCC), В – позитивна напруга живлення ОП.

Negative power supply (VEE), В – негативна напруга живлення ОП.

Compensation capacitance (CC), Ф – ємність корегуючого конденсатора. Служить для забезпечення сталості ОП при введенні від’ємного зворотного зв’язку. В ОП попередніх випусків були спеціальні виведення для підключення такого конденсатора, а зараз зазвичай він реалізується на кристалі ОП.

Open-loop gain (A) – коефіціент підсилення напруги (відношення вихідної напруги до вхідної). У загальному випадку коефіціент підсилення ОП, не охопленого зворотним зв’язком, може досягти декількох мільонів, але зі зростанням частоти він зменшується.

Input resistance (RI), Ом – вхідний опір ОП.

Output resistance (RO), Ом – вихідний опір ОП.

Input offset voltage (VOS), В – напруга, яку треба подати на вхід ОП, щоб вихідна напруга дорівнювала нулю. Ця величина визначається розкидом параметрів компонентів, що входять до складу ОП. Для компенсації напруги зсуву в більшості ОП имеются спеціальні виводи для підключення кіл підстройки.

Input offset current (IOS), А – різниця вхідних струмів. Досягає 10-20% від I_вх , створює на вході ОП різницю потенціалів, що приводить до зсуву нуля на виході.

Input bias current (IBS), А – вхідні струми (I_вх). Струми, що протікають крізь затискачі ОП.

Positive voltage swing (VSW+), В – максимальна вихідна напруга позитивної полярности, при якій нелінійні викривлення нехтуючи малі при схемі включення, що рекомендує виробник. Ця напруга вимірюється відносно нульового потенціалу при заданому опорі навантаження. При зменшенні цього опору максимальна вихідна напруга зменшується.

Negative voltage swing (VSW–), В – максимальна вихідна напруга негативної полярности, при якій нелінійні викривлення нехтуючи малі при схемі включення, що рекомендує виробник. Ця напруга вимірюється відносно нульового потенціалу при заданому опорі навантаження. При зменшенні цього опору максимальна вихідна напруга зменшується.

Common mode rejection ratio (CMRR), дБ – коефіціент ослаблення синфазного сигналу. Це відношення коефіціента підсилення напруги, що прикладена між входами ОП, до коефіціента підсилення напруги, що прикладена між загальною шиною і кожним входом.

Output short circuit current (ISC), А – вихідний струм короткого замикання. Максимальне значення вихідного струму ОП, при якому гарантується працездатність прибору.

Slew rate (SR), В/мкс – швидкість наростання вихідної напруги. Це відношення зміни вихідної напруги від 10% до 90% від свого номінального значення до часу, за який трапилась ця зміна. Параметр характеризує швидкість відклику ОП, охопленого негативним зворотним зв’язком, на ступінчасту зміну вхідного сигналу при підсиленні 1 або 10. При швидкості 15-150 В/мкс ОП відносяться до класу швидкодіючих.

Unity-gain bandwidth (FU), Гц – частота одиничного підсилення (тобто частота, при якій коефіціент підсилення ОП зменшується до одиниці). Цей параметр визначає максимально допустиму смугу пропускания ОП.

Phase margin (M) – запас по фазі при частоті одиничного підсилення у градусах. Цей параметр характерізує сталість ОП.

Дата добавления: 2015-10-29