集成運算放大器的調試

江素云

摘要:在中專電子技術課程教學中,集成運算放大器的調試實驗常常讓學生手忙腳亂,為了提高學生實踐技能,總結集成運算放大器的調試的幾點經驗。

關鍵詞:集成運算放大器;調試;經驗

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

在中專電子技術的課程中,有一集成運算放大器的調試實驗,在實驗中,有一些學生常常手忙腳亂,為了提高學生實踐技能,現將調試時的一些經驗做一總結。

1調試前做好相關準備工作

當學生接好運算放大器電路準備調試時,不要讓他們急于給線路通電,應先要求學生檢查電路連接是否正確,這時要求學生根據電路的原理圖檢查安裝的線路是否存在漏接、錯接的現象,用手輕撥導線檢查是否存在接觸不良。接著要求學生做好示波器、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,要求學生把被調試線路和儀器放置合適位置。

2調試時的要求

{1}學生要有一定理論知識。運算放大電路的調試包括靜態調試和動態調試。通過靜態調試可判斷電路是否處于正常的工作狀態,以便及時調整電路中的元件,這樣就要求學生對電路的原理、元件的分布、元件的參數了如指掌,否則對測試結果不會分析,不會應用,測試就失去意義。例如,當學生用示波器測得結果是飽和失真,這時要調整靜態工作點,若沒有一定理論知識,便不知通過調整哪個元件才能調好靜態工作點,也不知如何調整元件的參數。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,可以通電調試時,要求學生不要馬上測試,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,要求學生還要聞一聞線路有無異味,摸一摸線路有無發熱,看一看線路有無冒煙。若有,應立即切斷電源,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調零,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。但在調試中常常出現輸入為零時輸出不為零。即不能調零了,這時要學生分析原因,查找問題本質所在,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虛焊,這樣能從故障中分析原因,大大節省檢查線路的時間,提高效率。

{4}減少示波器的干擾。動態調試要用到示波器測試波形,除了要求學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調試前的一重要任務。通常可以接入補償元件消除自激振蕩。補償元件的選擇是否合理關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。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,一邊從小到大地調節補償電容,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}注意動態調試項目的先后順序。動態調試是在靜態調試的基礎上,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。測試包括放大倍數、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,就要調整靜態工作點,使輸出波形不出現失真。這樣通過輸出波形測試與調整電路參數,達到信號不失真,這樣才可為放大倍數、頻率特性等的測試打下基礎。所以動態測試的項目是有先后順序的,否則測試結果不是正確的結果。

3其他注意事項

①接地。在調試過程中,要將示波器、信號發生器、運算放大器的地端可靠地連在一起。否則可能會受到干擾,使測試結果不準。另外,對于多臺儀器儀表組成的測試系統,當所有的儀器外殼都通過電源的地線接地時,若沒有把這些設備地端可靠地連在一起,有可能引起短路或燒毀設備。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[M].北京:高等教育出版社,2006.