|
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 (393)
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 (313)
Откуда: Kyiv
Репутация: 7
|
|
С перемаркированными китайскими компонентами ситуация тяжелая. У меня уже начинает собираться коллекция ОУ, причем что странно перемаркировываются как относительно дорогие ОУ, так и дешевые. Иногда старую маркировку видно в микроскоп, но часто она нанесена очень качественно и отличить подделку можно только измерением нескольких ключевых характеристик. Пришлось сделать простой тестер для оценки напряжения смещения, входных токов, потребления и скорости нарастания выходного напряжения. Недавно получил LMV358 которые по характеристикам идентичны MCP6002 от этого же продавца, что конечно порадовало, хотя это исключение. Обычно характеристики оказываются значительно хуже требуемых.
Тема выделена в отдельную.
Admin |
|
|
|
Advanced Member (313)
Откуда: Kyiv
Репутация: 7
|
|
Перенесено из темы "Лабораторный источник питания PSL-3604, PSL-2401, PSL-2402"
koyodza пишет:Пришлось сделать простой тестер для оценки напряжения смещения, входных токов, потребления и скорости нарастания выходного напряжения. mr_kost пишет:Схемой не поделитесь? ava297 пишет:Присоединяюсь к просьбе о схеме. Схема примитивна, дело не в схеме, а в методике. Методика возможно вызовет возражения со стороны тех, кто хорошо понимает суть вопроса, а также вызовет затруднения при пользовании у всех из-за большого количества джамперов и неочевидности способов их установки. Для начала давайте просто покажу фото того что получилось
(Добавление)
Делалось для себя в единственном экземпляре, а не для повторения, а поскольку схема не сложная, то нет даже платы, собрано навесным монтажем на макетке Прикреплено изображение (Нажмите для увеличения)
(Отредактировано автором: 22 Февраля, 2017 - 10:39:57) |
|
Отправлено: 22 Февраля, 2017 - 17:15:29
|
|
Advanced Member (393)
Откуда: Запорожье
Репутация: 25
|
|
Перенесено из темы "Лабораторный источник питания PSL-3604, PSL-2401, PSL-2402" У меня похожая, и на такой же макетке, только поставил кнопки вместо джамперов. Есть только записи в блокноте, может кому пригодятся. Ещё сделал переходные платки с разными сокетами под разные ОУ. Измеряю только напряжение смещения нуля и входные токи в схеме инвертирующего усилителя с К=100 при питании +- 5 В. Методика стандартная. Это уже второй макетик, первый был на " соплях " и ОУ припаивались, потом купил на Али контактное устройство, проверил и отобрал ОУ для PSL-3604, а дальше стал проверять все подряд. Обнаружил много интересного.
Нажмите для увеличения
Нажмите для увеличения
Нажмите для увеличения
(Отредактировано автором: 22 Февраля, 2017 - 16:18:11) |
|
Отправлено: 26 Марта, 2017 - 21:49:11
|
|
Advanced Member (393)
Откуда: Запорожье
Репутация: 25
|
|
Добавил к своему макету для измерения статических параметров ОУ простейший генератор, чтобы оценивать быстродействие ОУ. Наблюдая сигнал на выходе измеряемого ОУ с помощью осциллографа, можно оценить его быстродействие, сравнивая с сигналом заведомо оригинального ОУ. Таким образом можно выявить поддельные и перемаркированные. Так обнаружил, что AD8512BRZ - это перемаркированные TL082, а TL082C, в свою очередь, это LM358.
К счастью, попадаются и оригиналы.
Для набора статистки, выгреб из загашников все ОУ 80х годов, которые являются заведомо оригинальными, так как изготавливались в таких странах: Испания, Португалия, Мексика, Корея, а Китай тогда был ещё отсталой страной.
Интересно, что самым быстрым оказался LM308A, которому этот параметр и не нормируется. Не намного отстали LF357 и К140УД26. Середнячки: AD8512, LM833 и среди них затесался D4558 фирмы CHMC - не знаю такой. От фирмы изготовителя, наблюдается сильная зависимость. Прикреплено изображение (Нажмите для увеличения)
(Отредактировано автором: 07 Апреля, 2017 - 21:11:18) |
|
Отправлено: 19 Апреля, 2017 - 09:10:42
|
|
Advanced Member (393)
Откуда: Запорожье
Репутация: 25
|
|
Серьёзная конструкция. Я собирал на скорую руку, чтобы побыстрее проверить и отобрать ОУ для PSL-3604, а потом и компараторы. Вместо кнопок лучше поставить джамперы, но их медленнее коммутировать. В идеале - сигнальные микропереключатели с позолоченными контактами, так как токи там очень малы. Для смещения сигнала генератора в минус, я добавил резисторы от источника - 5 В и этого достаточно. Можно подобрать величину резисторов для симметрии сигнала. Да и меандр неидеальный, можно пропустить его через триггер. Жалею, что сделал на макетке маленького размера, нужно было взять побольше, чтобы была возможность добавлять новые функции. (Отредактировано автором: 19 Апреля, 2017 - 09:15:01) |
|
Отправлено: 28 Мая, 2017 - 11:30:43
|
|
Advanced Member (393)
Откуда: Запорожье
Репутация: 25
|
|
Измерение потребляемого тока, часто, позволяет выявить подделку или несоответствие маркировки типу ОУ. Раньше я этого не делал - не было места на макете, чтобы впаять резистор на 10 Ом в цепь питания. Вчера, наконец, втиснул этот резистор и начал измерять ток, потребляемый разными ОУ. Тут меня ждал сюрприз. Обнаружилось низкое потребление, в 5 - 10 раз меньше положенного, у трёх видов ОУ. В том числе, AD8512B имеют ток потребления около 0,3 мА и пониженное быстродействие, но ещё на уровне TL082 и тем не менее работают в PSL-3604 не очень хорошо. (Отредактировано автором: 29 Мая, 2017 - 18:44:00) |
|
Отправлено: 23 Августа, 2017 - 13:50:51
|
|
Advanced Member (393)
Откуда: Запорожье
Репутация: 25
|
|
Добавил в стенд для ОУ пару джамперов Jmp 19 и Jmp20. Они позволяют подать напряжение около 100 мВ на входы и ввести его в насыщение. Это нужно, чтобы определить максимальное выходное напряжение по плюсу и минусу, что позволяет установить является ли измеряемый ОУ по выходу Rail to Rail, то есть без нагрузки выдаёт напряжение от " корки до корки ".
Проверив более двух десятков разных типов ОУ, пришёл к выводу, что можно предположить с высокой вероятностью, что если U+ = 3,6 В, а U- = 4,2 В, то перед вами всё тот же LM358 и неважно, что на нём написано. Прикреплено изображение (Нажмите для увеличения)
(Отредактировано автором: 23 Августа, 2017 - 13:51:56) |
|
|
|
Advanced Member (313)
Откуда: Kyiv
Репутация: 7
|
|
Тут и методики проверки общей для всех нет, потому у каждого своя схема, и соответственно плата. Нету одного общего устройства, готового для повторения (Отредактировано автором: 24 Августа, 2017 - 09:17:14) |
|
Отправлено: 24 Августа, 2017 - 23:06:02
|
|
JCur пишет:А плату никто не разводил для этого устройства?
Вот, только в первой версии платы нужна была одна сопля, во второй версии - 2 и косяк с расположением Jmp4 и Jmp5...
Однако, правильно было написано, что готовой схемы нет и общей идеи девайса тоже... мне вот вздумалось сделать сменные платки для подключения операционников
Upd забыл сразу написать - перед печатью зеркалить нужно...
(Отредактировано автором: 24 Августа, 2017 - 23:15:40) |
|
Отправлено: 11 Декабря, 2017 - 02:52:00
|
|
Vingrad
Хочу повторить ваш прибор.
У меня есть маленькие стрелочные проборы,для
измерения тока потребления. На какой ток их настроить.
И можно применить стабилизаторы на 5 вольт.(Отредактировано автором: 11 Декабря, 2017 - 02:53:51) |
|
Поиск в теме | Версия для печати |
Страниц (2): [1] 2 » |
Сейчас эту тему просматривают: 2 (гостей: 2, 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.
|
|
|