集成運算放大器的調(diào)試

江素云

摘要:在中專電子技術(shù)課程教學(xué)中,集成運算放大器的調(diào)試實驗常常讓學(xué)生手忙腳亂,為了提高學(xué)生實踐技能,總結(jié)集成運算放大器的調(diào)試的幾點經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞:集成運算放大器;調(diào)試;經(jīng)驗

中圖分類號:TN722.77 文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)20-0121-01

在中專電子技術(shù)的課程中,有一集成運算放大器的調(diào)試實驗,在實驗中,有一些學(xué)生常常手忙腳亂,為了提高學(xué)生實踐技能,現(xiàn)將調(diào)試時的一些經(jīng)驗做一總結(jié)。

1調(diào)試前做好相關(guān)準備工作

當學(xué)生接好運算放大器電路準備調(diào)試時,不要讓他們急于給線路通電,應(yīng)先要求學(xué)生檢查電路連接是否正確,這時要求學(xué)生根據(jù)電路的原理圖檢查安裝的線路是否存在漏接、錯接的現(xiàn)象,用手輕撥導(dǎo)線檢查是否存在接觸不良。接著要求學(xué)生做好示波器、萬用表等的準備工作。例如,檢查這些儀器是否正常,量程是否正確,是否掌握儀表的使用方法。最后,要求學(xué)生把被調(diào)試線路和儀器放置合適位置。

2調(diào)試時的要求

{1}學(xué)生要有一定理論知識。運算放大電路的調(diào)試包括靜態(tài)調(diào)試和動態(tài)調(diào)試。通過靜態(tài)調(diào)試可判斷電路是否處于正常的工作狀態(tài),以便及時調(diào)整電路中的元件,這樣就要求學(xué)生對電路的原理、元件的分布、元件的參數(shù)了如指掌,否則對測試結(jié)果不會分析,不會應(yīng)用,測試就失去意義。例如,當學(xué)生用示波器測得結(jié)果是飽和失真,這時要調(diào)整靜態(tài)工作點,若沒有一定理論知識,便不知通過調(diào)整哪個元件才能調(diào)好靜態(tài)工作點,也不知如何調(diào)整元件的參數(shù)。這樣實驗不能順利進行。

{2}剛通電要先觀察線路。在線路檢查無誤后,可以通電調(diào)試時,要求學(xué)生不要馬上測試,因為線路會存在一些直接觀察不出來的故障,而一通電就暴露出來。例如,短路故障。所以,要求學(xué)生還要聞一聞線路有無異味,摸一摸線路有無發(fā)熱,看一看線路有無冒煙。若有,應(yīng)立即切斷電源,檢查原因。

{3}要善于分析原因。在線性放大電路中,集成運算放大器要靜態(tài)調(diào)零,即在運算放大器的輸入端加一個補償電壓,把放大器自身的失調(diào)電壓抵消,使得運算放大器在無輸入信號的條件下輸出電壓為零。但在調(diào)試中常常出現(xiàn)輸入為零時輸出不為零。即不能調(diào)零了,這時要學(xué)生分析原因,查找問題本質(zhì)所在,有針對性去檢查線路,而不是一切重新開始。一般的原因是負反饋忘記接,或是接錯地方,或是負反饋輸入點出現(xiàn)虛焊,這樣能從故障中分析原因,大大節(jié)省檢查線路的時間,提高效率。

{4}減少示波器的干擾。動態(tài)調(diào)試要用到示波器測試波形,除了要求學(xué)生正確使用示波器外,還要要求使用時減少示波器對運算放大器的干擾。這時要使用衰減探頭,探頭的接地端要可靠接地。

{5}消除自激振蕩。由于集成運算放大器是多級直接耦合的放大器,增益大,易產(chǎn)生自激振蕩,即在沒有輸入電壓時,輸出端有一定大小的信號輸出。這時給測量帶來誤差。所以消除自激振蕩是動態(tài)調(diào)試前的一重要任務(wù)。通?？梢越尤胙a償元件消除自激振蕩。補償元件的選擇是否合理關(guān)系到能否消除自激振蕩。下面介紹一簡便方法選擇補償電容的參數(shù)。先將運算放大器的輸入端接地,并測出這時輸出端的自激振蕩波形,然后在補償端接上補償元件,一邊用示波器觀察輸出波形,一邊從小到大地調(diào)節(jié)補償電容,當輸出波形的振幅減小到零時,這時的電容就是所選的補償容量。

{6}減少溫度對運算放大器的影響。集成運算放大器容易受溫度的影響,所以在調(diào)過程中,不能靠近熱源,防止電磁干擾,免受強光照射。

{7}注意動態(tài)調(diào)試項目的先后順序。動態(tài)調(diào)試是在靜態(tài)調(diào)試的基礎(chǔ)上,給放大器加上合適的輸入信號,測試輸出波形和電路性能參數(shù)。測試包括放大倍數(shù)、頻率特性、波形形狀等。在這些測試中要先測試波形。即在運算放大器的輸入端輸入一正弦波,用示波器在輸出端測試輸出波形,若波形失真,就要調(diào)整靜態(tài)工作點,使輸出波形不出現(xiàn)失真。這樣通過輸出波形測試與調(diào)整電路參數(shù),達到信號不失真,這樣才可為放大倍數(shù)、頻率特性等的測試打下基礎(chǔ)。所以動態(tài)測試的項目是有先后順序的,否則測試結(jié)果不是正確的結(jié)果。

3其他注意事項

①接地。在調(diào)試過程中,要將示波器、信號發(fā)生器、運算放大器的地端可靠地連在一起。否則可能會受到干擾,使測試結(jié)果不準。另外,對于多臺儀器儀表組成的測試系統(tǒng),當所有的儀器外殼都通過電源的地線接地時,若沒有把這些設(shè)備地端可靠地連在一起,有可能引起短路或燒毀設(shè)備。②注意安全。要正確使用儀器,在拆線、接線時,要先停電。

參考文獻:

[1] 李懷剛,王廷才.電子技能與實訓(xùn)[M].北京:高等教育出版社,2006.