Пример пункта протокола 4 Выполнение работы

1. Создание схем для измерения характеристик и параметров ОУ

Рисунок 1 – Рисунок 1 – Схема circuit1.cir

Схема circuit1.cir предназначена для измерения входных токов. Резисторы

R2 = R3 = 1мОм (практически ноль) нужны, чтобы измерить протекающие через них входные токи ОУ, т.к. МС не показывает токи входов ОУ.

Рисунок 2 – Схема circuit2.cir

Схема circuit2.cir предназначена для:

- снятия дифференциальной амплитудной характеристики (ДАХ);

- уточнения значения э.д.с. смещения нуля и измерение потребляемого тока;

- определение входного дифференциального сопротивления;

- измерение коэффициент влияния нестабильности питания;

- измерение токов короткого замыкания выхода.

Рисунок 3 – Схема circuit3.cir

Схема circuit3.cir предназначена для измерения выходного сопротивления.

Рисунок 4 – Схема circuit4.cir

Схема circuit4.cir предназначена для:

- измерения синфазного входного сопротивления;

- снятия синфазной амплитудной характеристики (САХ).

Рисунок 5 – Схема circuit5.cir

Схема circuit5.cir предназначена для:

- снятия логарифмической амплитудно-частотной характеристики (ЛАЧХ) и фазо-частотной характеристики (ФЧХ);

- снятия переходной характеристики синусоидального сигнала (ПХС);

- снятия спектральной характеристики (СХ);

- снятия переходной характеристики малого импульсного сигнала (ПХМ);

- снятия переходной характеристики большого импульсного сигнала (ПХБ).

2. Измерение входных токов

i ₊=55.565nA; i _–=73.417nA.

i _вх = (i ₊ + i _–) / 2 = 64.5нА.

Δ i _вх =| i ₊ - i _–| = 17.9нА.

3. Снятие грубой ДАХ

4. Определение параметров по грубой ДАХ

U _{вых.макс+} = 13.944V

U _{вых.макс-} = -13.943V.

U _вых+ = 0.95 U_{вых.макс+} = 13.25V;

U _вых- = 0.95 U_{вых.макс -} = -13.25V.

U _вх+ = -0,758мВ.

U _вх- = -1.313мВ.

5. Снятие точной ДАХ

6. Определение параметров по точной ДАХ

e _см = -1.039мВ.

U_{m вх.макс} ≤ min (U _вх+ - e _см, e _см - U _вх-) = min(0.281мВ, 0.274мВ) ≈ 0.27 мВ.

К _д = Slope = 47216.8.

К _{д, дБ} =20 lg К _д = 93.48 дБ.

7. Уточнение значения э.д.с. смещения нуля и измерение потребляемого тока

e _см = -1.03868мВ, I _пот = 1.667 мА.

8. Определение входного дифференциального сопротивления

I _{вх 1} = 54.888n.

I _{вх 2} = 54.413n.

Δ I_вх = I _{вх 1} - I _{вх 2} = 0.475нА.

r _вх=Δ U _вх/Δ I _вх=2 U_{m вх.макс} / Δ I _вх = 1.14 Мом.

9. Измерение коэффициент влияния нестабильности питания

e _см1 = -1.03868мВ.

e _см2 = -1.03868мВ.

k _п =(e _см1 - e _см2) / (2Δ E _п)=0.

k _п,дБ = 20 lg k_п= -∞

10. Измерение токов короткого замыкания выхода

I _кз+ = 25.546mA.

I _кз- = 25.546mA.

11. Измерение выходного сопротивления ОУ.

U _вых1 = 520.335мВ; I ₁=0.739833мА.

U _вых2 = -520.78мВ; I ₂=-0.73961мА.

Δ U _вых = U _вых1 - U _вых2 ≈ 1041мВ.

Δ I _вых = I ₁- I ₂=1.48мА

r _вых = Δ U _вых / Δ I _вых = 703 Ом.

12. Измерение синфазного входного сопротивления

I _{сф 1} = 134.881n.

I _{сф 2} = 123.596n.

Δ I_сф = I _{сф 1} - I _{сф 2} = 11.292нА.

r _вх.сф = Δ U_сф / Δ I_сф = 4В/11.292нА≈ 354 Мом.

13. Снятие синфазной амплитудной характеристики (САХ)

14. Определение параметров по САХ

U _{сф макс} = +9В; U _{сф мин} = -9В.

К _сф = Slope = -1.4926.

G= |K_д/ K _сф|=31634;

L _сф=20 lg G =90дБ;

15. Снятие ЛАЧХ и ФЧХ

16. Определение частотных параметров ОУ по ЛАЧХ и ФЧХ

f ₁ =0,90 МГц.

K _{д0, дБ} = 93,861дБ.

Практически совпадает с К _{д, дБ} из п.2..

f _-3дБ=20.6Гц.

φ ₁=-117.4°.

Δ φ _з = φ 1-180°=62.6°.

17. Снятие переходной характеристики синусоидального сигнала (ПХС)

U _{m вх.макс} = 0.27m; f с ≤ 0.1 f _-3дБ. = 2Гц.

Т р = 4/ f с = 2 с.

Δ t = Т р ∙ 10^-4 = 0.2мс.

Выходной сигнал не имеет заметных искажений (кроме фазового сдвига) в сравнении с входным сигналом, умноженным на K _д.

18. Снятие спектральной характеристики (СХ)

f с ≤ 0.1 f _-3дБ. = 2Гц.

U _{m вх.макс} = 0.27m.

Δ t = 10^-4 / f с = 50мкс.

19. Определение коэффициента нелинейных искажений по СХ

k_{г 2}=0.2∙10^-3%; k_{г 3}=0.06∙10^-3%; k_{г 4} = k_{г 5} = 0.

= 0.21∙10^-3%.

20. Снятие ПХМ).

V1=- U _{m вх.макс}=-0.27m; V2= +U_{m вх.макс}=+0.27m; T≥4/ f _-3дБ=200мс; τ=0.5 T=100мс.

Т р = 4T = 0.8 с; Δ t = Т р ∙ 10^-4 = 80мкс.

21. Снятие переходной характеристики большого импульсного сигнала (ПХБ).

V6: V1=-1В; V2= + 1В;

T=200мкс и τ=100мс (Т и τ в 1000 раз менше, чем в п.12.1).

Т р = 2T = 0.4 мс.

Δ t = Т р ∙ 10^-4 = 40нс.

22. Определение динамических параметров по ПХБ

t _фр0=30.75мкс.

ρ₊= (Δ U _вых/ Δ t)_фр = Slope = 487966 В/с =0.488 В/мкс.

t _сп0=131.0мкс.

ρ_-= (Δ U _вых/ Δ t)_сп = Slope = -484107 В/с =-0.484 В/мкс.

ρ = min (ρ₊, |ρ_-|)=0.484 В/мкс.

f _п.а= =0,0058МГц=5,8кГц.

(U _вых=13.25В)

23. Параметры ОУ

№	Обозначение параметра, ед. измерения	Величина параметра
UA741 (datasheet)	UA747С (datasheet)	UA747С (измерено)
	i вх, нА			64.5
	Δ i вх, нА			17.9
	e см, мВ			-1.039
	I пот, мА	2.8	2.8	1.667
	k п	1.4∙10^-3	1.4∙10^-3
	k п,дБ, дБ	-77	-77	-∞
	U вых.макс+, В			13.944
	I кз+, мА			25.546
	U вых.макс-, В	-10	-10	-13.944
	I кз-, мА			25.546
	U вых.макс, В			13.25
	U вх.макс, мкВ	9.5	9.5
	К д			47216.8
	К д, дБ, дБ			93.48
	r вых, Ом	-	-
	r вх.сф, ГОм	-	-	0.354
	K сф	15.8	15.8	-1.4926
	G
	L сф, дБ
	U сф.макс, В
	U сф.мин, В	-12	-12	-9
	r вх.д, Мом	0.3	0.3	1.14
	f 1 , МГц	0.7	0.7	0,90
	Δ φ з, град			62.6
	f -3дБ , Гц			20.6
	k н.и. , %	0.06	0.06	0.21∙10^-3
	ρ, В/мкс	0.25	0.25	0.484
	f п.а, кГц			5,8
	Е пит. ном, В	±15	±15	±15

Дата добавления: 2015-06-28