电路电压输出不稳怎么办

    一、实验目的

    (1)掌握运算放大器主要指标的测试方法。

    (2)通过对运算放大器μA741指标的测试，了解集成运算放大器组件的主要参数的定义和表示方法。

    二、实验仪器

    (1)双踪示波器

    (2)万用表

    (3)交流毫伏表

    (4)信号发生器

    三、实验原理

    本实验采用的集成运放型号为μA741: 2脚和3脚为反相和同相输入端，6脚为输出端，7脚和4脚分别为正(VCC)、负( －VEE)电源端，1脚和5脚为失调调零端，8脚为空脚。表1－13－1为μA741的典型参数规范。

    表1－13－1 μA741的典型参数规范

    1．输入失调电压UOS

    输入失调电压UOS是指输入信号为零时，输出端出现的电压折算到同相输入端的数值。失调电压测试电路如图1－13－1所示，测量此时的输出电压UO1即为输出失调电压，则输入失调电压为

    图1－13－1 输入失调电压UOS测试电路

    实际输出的UO1可能为正，也可能为负，高质量的运放UOS一般在1m V以下。

    测试中应注意: 将运放调零端开路。

    2．输入失调电流IOS

    输入失调电流IOS是指当输入信号为零时，运放的两个输入端的基极偏置电流之差，即

    由于IB1，IB2本身的数值已很小(微安级)，因此它们的差值通常不是直接测量的，测试电路如图1－13－2所示，测试分两步进行。

    图1－13－2 输入失调电流IOS测试电路

    (1)按图1－13－1测出输出电压UO1，这是由输入失调电压UOS所引起的输出电压。

    (2)按图1－13－2，测出两个电阻RB1、RB2接入时的输出电压UO2，若从中扣除输入失调电压UOS的影响，则输入失调电流IOS为

    一般，IOS在100m A以下。测试中应注意: 将运放调零端开路。

    3．输入偏置电流IIB

    输入偏置电流IIB是指在无信号输入时，运放两输入端静态基极电流的平均值，IIB=(IB1+IB2)/2，一般是微安数量级。若IIB过大，不仅在不同信号内阻的情况下对静态工作点有较大的影响，而且也要影响温漂和运算精度，所以输入偏置电流越小越好。测量输入偏置电流的电路如图1－13－3所示。

    图1－13－3 输入偏置电流测试电路

    测试中应注意: 测试前电路应首先调零，即调节RW使输入接地情况下失调电压为零，以后除说明开路外都要调零，不再说明。

    4．开环差模放大倍数Aud

    集成运放在没有外部反馈时的支流差模放大倍数称为开环差模电压放大倍数，用Aud表示。它定义为开环输出电压UO与两个差分输入端之间所加信号电压Uid之比

    按定义Aud应是信号频率为零时的直流放大倍数，但为了测试方便，通常采用低频(几十赫兹以下)正弦交流信号进行测量。由于集成运放的开环电压放大倍数很高，难以直接进行测量，故一般采用闭环测量方法。Aud的测试方法很多，现采用交、直流同时闭环的测量方法，如图1－13－4所示。

    被测运放一方面通过RF、R1、R2完成直流闭环，以抑制输出电压漂移，另一方面通过RF和RS实现交流闭环，外加信号US经R1、R2分压，使Uid足够小，以保证运放工作在线性区，同相输入端电阻R3应与反相输入端电阻R2相匹配，以减小输入偏置电流的影响，电容C为隔直电容。被测运放的开环电压放大倍数为

    图1－13－4 开环差模放大倍数Aud测试电路

    5．共模抑制比KCMR

    KCMR的测试电路如图1－13－5所示。

    图1－13－5 共模抑制比KCMR测试电路

    集成运放的差模电压放大倍数Ad与共模电压放大倍数AC之比称为共模抑制比。

    理想运放对输入的共模信号其输出为零，但在实际的集成运放中，其输出不可能没有共模信号的成分，输出端共模信号愈小，说明电路对称性愈好，也就是说运放对共模干扰信号的抑制能力愈强，即KCMR愈大。

    集成运放工作在闭环状态下的差模电压放大倍数为

    当接入共模输入信号Ui C时，测得UOC，则共模电压放大倍数为

    得共模抑制比为

    四、实验内容

    为防止正负电源接反损坏集成块，运放系列实验中μA741的电源已接上。另外输出端切忌不可短路，否则将会损坏集成块。

    1．测量输入失调电压UOS

    (1)关闭系统电源。按图1－13－1所示正确连接实验电路。

    (2)打开系统电源，用万用表测量输出端电压UO1，并用公式(1－13－1)计算UOS。记入表1－13－1。

    表1－13－1 数据记录表

    2．测量输入失调电流IOS

    (1)关闭系统电源。按图1－13－2所示正确连接实验电路。

    (2)打开系统电源，用万用表测量UO2，并用公式(1－13－3)计算IOS。记入表1－13－1。

    3．测量输入偏置电流IIB(选做)

    若无微安级精度仪器此实验略过，有则先调零(调零方法: 如图1－13－6所示连接电路，调节RW使UO为零即调零完毕，断开电路其他连线，若保持调零端的电位器RW接入运放中，则后续实验可不用调零。)，如图1－13－3所示正确连接电路，记录所测数据。

    图1－13－6 调零电路

    4．测量开环差模电压放大倍数Aud

    先调零(方法见内容3说明)，然后按图1－13－4所示正确连接实验电路，运放输入端加入一个频率为20Hz，峰－峰值为100m V的正弦信号，用示波器监视输出波形。用毫伏表测量UO和Ui，并用公式(1－13－5)计算Aud。记入表1－13－1。

    5．测量共模抑制比KCMR

    先调零(方法见内容3说明)，然后按图1－13－5所示正确连接实验电路，运放输入端加f=100Hz，Ui C=3V(峰－峰值)的正弦信号，用毫伏表测量UOC和Ui C，并用公式(1－13－8)、(1－13－9)计算AC及KCMR。记入表1－13－1。