|
diod.club
Проектирование, изготовление, ремонт и обслуживание электроники
|
 Помощь
|
 |
 Описание: схемы, методики |
| Поиск в теме | Версия для печати |
|
|
 
Отправлено: 28 Апреля, 2017 - 20:37:13  
|
|
Advanced Member (399)
Откуда: Запорожье
Репутация: 25
|
|
Попросили написать о методике измерения ( проверки ) ОУ и компараторов.
Схема простого стенда приведена ниже ( сверху вставить не получается ).Конструкция рассчитана на сдвоенные ОУ и компараторы со стандартной распиновкой,( но можно измерять и различные одиночные, через соответствующий переходник ) и собрана на небольшой ( китайской ) макетной плате. В качестве переключателей использованы джамперы - их можно добыть из старой компьютерной материнской платы. Питается стенд от внешнего однополярного источника постоянного напряжения 12 - 24 В, ток потребления 20 мА при 15 В. С помощью двух TL431 формируется двухполярное питание +-5 В для прверяемых ОУ ( компараторов ). От +5 В, также запитывается генератор прямоугольных импульсов ( меандра ), собранный на простой логической микросхеме К533ЛА3. Для такого генератора нужно всего два инвертора, поэтому можно использовать различные TTL микросхемы. Эта выбрана из -за малого потребления ( 4 мА ). Резисторы генератора подобраны, чтобы на выходе был меандр.
Назначения джамперов:
Jmp1, Jmp2, Jmp3 - выбор частоты генератора
Jmp4, Jmp5 - для измерения потребляемого тока
Jmp6, Jmp8 - для подачи сигнала генератора на вход ОУ
Jmp7, Jmp9 - для подачи отрицательного смещения на вход ОУ
Jmp10,Jmp12- переключают режим проверки ОУ или компаратора
Jmp11,Jmp13- подключают входной сигнал к выбранному входу (-) или (+)
Jmp14,Jmp15,Jmp16, Jmp17 - подключают резисторы последовательно со входами
Jmp18 - для удобства подключения мультиметра или осциллографа
Измерение статических параметров ОУ. Джамперами 10 и 12 замыкают нижние контакты, при этом ОУ включается по схеме инвертирующего усилителя с К = 100. Генератор не используется.
1. Напряжение смещения нуля получается измерением мультиметром напряжения на выходе ОУ и делением его на 100. То, есть 100 мВ на выходе соответствуют 1 мВ напряжения смещения и оно может быть со знаком минус.
2. Входные токи. У соответствующего входа джампером размыкается резистор, измеряется напряжение на выходе ОУ и из него вычитается напряжение смещения нуля. Вычитать нужно алгебраически, то есть с учётом знака, например: 12 мВ - (-2 ) мВ = 14 мВ Полученное значение имеет соответствие 1 мВ = 1 нА входного тока. Таким образом можно измерить входные токи инвертирующего и неинвертирующего входов и вычислить их разность. Сравнить полученные значения со справочными, отобрать ОУ получше для ответственных узлов .
( Сразу обнаружил, что TL082, купленные на Али, имеют входные токи на уровне 15 нА, что на два порядка больше, чем должно быть у ОУ с полевиками на входах )
3. Токи потребления можно вычислить по падению напряжения на резисторах по 10 Ом, включенных в цепи питания ОУ ( 10 мВ соответствуют току 1 мА ). Для этого джамперы 4 и 5 должны быть разомкнуты.
Для оценки быстродействия ОУ нужно измерить его динамические параметры. В домашних условиях это сделать трудно, так как требуются сложные и дорогостоящие приборы, но при наличии осциллографа с полосой 5 - 10 МГц, можно оценить скорость нарастания выходного напряжения. Этот параметр зависит от многих факторов : напряжения питания, схемы включения ОУ и даже от величины сигнала. Обычно измерения проводят в наиболее выгодных для ОУ условиях, чтобы получить максимальный результат ( при питании +- 15 В, К = +1 и прямоугольном сигнале амплитудой десятки милливольт). В моём устройстве измерение этого параметра проводится при других условиях: питание +- 5 В, К = - 100, входной сигнал 15 мВ и выходной до 1,5 В, поэтому измеренная величина этого параметра меньше паспортной на два порядка. Но, это не должно волновать, так как можно сравнивать полученные результаты с результатами измерения заведомо оригинального ОУ такого же типа ( который можно отпаять с какой-нибудь ненужной платы хорошо известного бренда).
Через замкнутые джамперы 6 или 8, сигнал генератора подаётся на вход ОУ, ослабляясь делителем до 20 мВ и, если ОУ имеет достаточное быстродействие, то выходной сигнал будет в 100 раз больше ( джамперы 10 и 12 установлены вниз ), то есть амплитудой 2 В. На частоте 5 кГЦ, большинство ОУ это делают. На частоте 50 кГц выходной сигнал из прямоугольника превращается в трапецию или в треугольник, для менее быстродействующих. Далее при 500 кГц, сигнал становится треугольным почти у всех ОУ, но его амплитуда будет разной и пропорциональна скорости нарастания. Частота 500 кГц выбрана не случайно, у неё период равен 2 мкСек, а полпериода - это 1 мкСек и за это время сигнал изменяется от минимума до максимума или наоборот. На экране осциллографа это сторона треугольника. Измерив на экране размах этого треугольника ( от минимума до максимума ) в вольтах, сразу получаем скорость нарастания выходного напряжения в вольтах на микросекунду, не производя никаких расчётов.
Проверка компараторов
Поскольку компараторы близки к ОУ схемотехнически, а сдвоенные имеют стандартное расположение выводов, то имеется возможность проверять их работоспособность и некоторые параметры на этом стенде. Это относится, в первую очередь, к таким типам: LM393, LM293 и LM2903, которые похожи на ОУ: LM358 и LM258.
В отличие от ОУ, компараторы имеют на выходе транзистор с открытым коллектором и требуют внешний нагрузочный резистор, соединённый с положительным питающим напряжением. Для этого джамперы 10 и 12 устанавливают в верхнее положение.
Токи потребления измеряются как и для ОУ, по падению напряжения на резисторах 10 Ом в цепях питания, джамперы 6, 7, 8 и 9 разомкнуты ). Если, в таком положении, измерить мультиметром постоянное напряжение на выходе, то оно может быть +5 В или - 5 В и это нормально, так как компаратор усиливает напряжение смещения нуля . При замкнутых джамперах 7 или 9, ( джамперы 11 и 13 в верхнем положении ) на инвертирующие входы подаётя напряжение -10 мВ, которое заведомо превышает напряжение смещения нуля ( по модулю ) и на выходах должно быть +5 В однозначно. При замыкании джамперов 6 и 8 на инвертирующие входы поступает меандр амплитудой 20 мВ, который ( при замкнутых джамперах 7 и 9 ) будет симметричным относительно нуля, то есть входной сигнал будет переключаться от -10 мВ до +10 мВ с частотой генератора. Осциллографом наблюдаем сигнал на выходе. На частотах 5 кГц и 50 кГц должен быть меандр с заваленным передним фронтом, но без звона и генерации ввиде вспышек. Размыкая входные резисторы соответствующими джамперами, визуально оцениваем влияние входных токов и ёмкостей . Резистор в цепи инвертирующего входа вызывает пропадание сигнала нв выходе, а резистор на неинвертирующем входе почти не влияет и это не зависит от частоты генератора. С чем это связано, пока не выяснил, но не с падением на них напряжения при протекании входного тока, которое составляет 0,2 -0,4 мВ. Частота 500 кГц близка к предельной для указанных типов компараторов, на ней оригинальные ещё работают с завалом амплитуды, а клоны могут пропускать импульсы. Как и в случае с ОУ, лучше всего сравнивать результаты проверяемых компараторов с результатами проверки оригинальных компараторов - для этого рассмотренный стенд вполне подходит.
Описанная методика является упрощенной и не претендует на высокую точность измерений. Погрешность будет составлять порядка 10%, но этого вполне достаточно для радиолюбительских целей.
Прикреплено изображение (Нажмите для увеличения)
(Отредактировано автором: 07 Сентября, 2017 - 14:11:45) |
|
|
|
|
Advanced Member (316)
Откуда: Kyiv
Репутация: 7
|
|
Вперше я стикнувся з інверсією фази десь в другій половині 90-х років, коли щось робив на ОП типу КФ1407УД якась, це була жахлива пародія на LM324 з пізнього совка. В тодішній літературі я такого не зустрічав, то ж змушений був трохи досліджувати самостійно. При перевантаженні по входу сигнал спочатку обмежувався, а при подальшому збільшенні амплітуди на позитивних поличках з'являвся різкий провал до мінуса, перед виходом з насичення сигнал знов різко змінював полярність |
|
|
Отправлено: 22 Ноября, 2024 - 23:32:31
|
|
|
Newbie (10)
Откуда: BY г.Гродно
Репутация: 0
|
|
Давно хотел себе сделать стенд. Вот сделал в таком варианте. Очень не хотелось делать на макетке, что бы не вспоминать где какой джампер. Заодно проверил как работает Elecrow.
(Отредактировано автором: 23 Ноября, 2024 - 10:46:47) |
|
| Поиск в теме | Версия для печати |
| Страниц (3): « 1 2 [3] |
| Сейчас эту тему просматривают: 1 (гостей: 1, зарегистрированных: 0) |
| « Общие вопросы проектирования электроники » |
Все гости форума могут просматривать этот раздел.
Только зарегистрированные пользователи могут создавать новые темы в этом разделе.
Только зарегистрированные пользователи могут отвечать на сообщения в этом разделе.
|
   |
|
diod.club » Проектирование и дебаг » Общие вопросы проектирования электроники
