Собственный коэф-т усиления ОУ, Замер Кус. Опции

[Пацаев]

Пытался построить передаточную характристику ОУ без ОС при линейно (более или менее) изменяющемся входном сигнале. Разнополярное питание подавал с Keithley 2602 (не помню точно, какие хар-ки по пульсациям и стабильности, но явно все лучше, чем 1% от задаваемых, а 1% - из ГОСТа, насколько помню). Входное напряжение выдавал калибратор В2-43 (погрешность выдачи в идеальных условиях +-1 мкВ, если верить документам). Корпус микросхемы находился в контактирующем устр-ве, которое короткими проводками соединялось с маленькой платой. На плате разъем - к его штырькам сразу напаивал кондеры по питанию и нагрузку. Цеплял приборы к компу, с большим шагом проходил отрезок примерно от -10мВ до +10мВ, чтобы определить, где находится напр. смещения, затем с более мелким шагом (а точнее 10 мкВ) снимал хар-ку так, чтобы Uсм находилось примерно посередине графика, а справа и слева ОУ выходил в насыщение. Линейной характристики все равно не получилось Шумы. Весь, в идеале, линейный наклонный участок изрезан колебаниями напряжения так, что нельзя судить о линейности. Можно грубо аппроксимировать, но кому это надо. Поделитесь, кто измерял собс.коэф.ус., как правильно?

Забыл добавить, все дело положил в металлический ящик (термокамера под рукой оказалась), провода приборов просовывал в дыру в переборке ящика. Все одно, результат тот же, хотя слегка менее шумно, все же, стало.

[_Ivana]

Что-то мне подсказывает, что если написать формулу коэффициента усиления черного ящика, охваченного ООС, то в неё будут входить Кус самого ящика без ООС и Кос. Соответственно, зная Кос и измерив итоговый коэффициент усиления, можно вычислить собственный Кус. Да, сопротивление резисторов придется измерить поточнее, и задать Кос не слишком глубоким, чтобы поймать Кус.

[Пацаев]

зная Кос и измерив итоговый коэффициент усиления, можно вычислить собственный Кус. Да, сопротивление резисторов придется измерить поточнее, и задать Кос не слишком глубоким, чтобы поймать Кус.

Теоретически да, все выглядит возможным. Например, для схемы неинвертирующего усилителя вот такого (если не особо обращать внимания на параметры макромодели ОУ):


Сигнал на входах осциллографа и АЧХ будет выглядеть приметно следующим образом:


Формула для определения Кус, видимо, выглядит так:


Подавая синус разной частоты и амплитуды c довольно точного прибора Г3-122 (дискретность изменения уровня выходной синусоиды 1 мкВ, начиная с 200 мкВ (имеется в виду действующее амплитудное значение, оно же и будет фигурировать далее)), посмотрим, что покажет осцилл-ф (замеряемое действующее значение входного сигнала ОУ, которое показывает осциллограф, несколько иное, нежели то, что выдает Г3-122, но как-то больше доверия генератору , его выходное значения я и использовал в формуле):

Uвх=200uV, Uвых=610mV, Кус=5818, fвх=10Hz (довольно-таки грязный выходной сигнал, входной выглядит лучше выходного)


500uV, 1.48V, 6176, 10Hz (Кус поменялся, хотя, судя по идеальной АЧХ, Кус на такой низкой частоте, вплоть до 100 Гц примерно, не имеет колебаний)


800uV, 2.10V, 8418, 10Hz


1mV, 1.65V, 9406, 1kHz (увеличели частоту, Кус стал больше)


1mV, 1.15V, 2704, 2kHz (снова увеличили частоту, Кус упал, т.е. тот идеальный вариант модели сильно отличается, видимо. Там Кус начинает падать уже со 100 Гц)


1mV, 2.07V, 60030, 100Hz (снизили частоту и Кус взлетел при 1 мВ на входе, причем видно, что осциллограмма срезается, ОУ временами переходит в насыщение, т.е. входной сигнал слишком большой. Но питание ОУ в размахе сост-ет 6 В (+-3В), по идее, он еще не должен ограничивать выходной сигнал.


700uV, 1.62V, 14780, 100Hz (снизим уровень входного сигнала, частоту оставим 100 Гц, на выходе увидим что-то не совсем стабильное как буд-то несколько синусоид накладываются.


Вывод из всего исследования - мне не понятно, какой же все-таки Кус и что я делаю неправильно.

И еще одна деталь - то, как реагирует формула на изменение выходного напряжения (которое измеряется осциллом, напомню). Если взять вариант {800uV, 2.10V, 8418}. Изменим в выходном напряжении десятую долю на единицу: {800u V, 2.20V, 7347}, т.е. Кус стал меньше почти на 1000. У осцилла на экране сигнал постоянно плавает, еле заметно, но есть такое дело. Иногда не то, что сотые доли меняются, но и десятые прыгают. Какой же все-таки Кус?

Напряжение смещения каждый раз компенировал с помощью уже когда-то объявленного калибратора В2-43. Но опять же, компенсировал визуально, по осциллу.

Дико извиняюсь, что столько картинок понаставил, но без них как-то не очень понятная картина создалась бы.

Да, кстати, если эта же самая схема включения ОУ, но на вход подавать напряжение постоянного тока, то болтанка сигнала на выходе вообще ужасная. Мало того, я не смог скомпенсировать напряжение смещения - оно плавает.

Сообщение отредактировал Пацаев - Sep 8 2012, 18:13