5.5.1. Номинальное выходное напряжение и номинальный выходной ток

Схема на рис. 5.19, а получена из схемы, предназначенной для измерения коэффициента усиления (рис. 5.10). Выход ОУ нагружен номинальным сопротивлением нагрузки Rn =

вых вых ВМЦ

Осциллограф

(2кОм)

-Швш)

Рис. 5.19. Измерение номинального выходного напряжения а - напряжение постоянного тока постепенно увеличивается от нуля до некоторого значения, при котором абсолютная величина изменения входного напряжения становится равной (ЛЫд)„ Соответствующее выходное напряжение есть U+gx или U-y.. При слишком малом значении (А«д)м в схему включается резистивный делитель (рис 5 10), б - реальная передаточная характеристика ицх ("д Должна проходить между заштрихованными областями.

Л„д=(Л«д)м=(Свых)м/(Л«)м-

= (/вых)м/(/вых)м- (Здесь и далее в этом разделе индекс М означает гарантированное паспортное значение). Выходное напряжение постепенно увеличивается до тех пор, пока не достигнет максимального значения и+вых или {/"вых, при котором абсолютная величина изменения входного напряжения \u\ становится равной

«д==(А«д)м=(вь,х)м/(о)м- (5.10)

Полученные таким образом выходные напряжения и+вых, и~вых можно считать реальными граничными значениями линейного диапазона характеристики «вых(Ид}. Из рис. 5.19,6

166 Глава 5

(абсолютного значения) введен для того, чтобы учесть возможную деформацию передаточной характеристики за счет тепловой обратной связи.

Численный пример, возможно, будет более показательным. Операционный усилитель \хА 741, нагруженный резистором Rh = 2 кОм, имеет гарантированное усиление без обратной связи (Ло)м = 50 000 во всем гарантированном диапазоне выходных напряжений (/вых)м=10 В. Соответствующий гарантированный максимум изменения входного напрял<ения составляет (ДЫд)м = 10 В/50 000 = 200 мкВ. В действительности, однако, коэффициент усиления выще и составляет, например, величину Ло = 200 000, поэтому для того, чтобы выходное напряжение возросло от О до -f-10 В, требуется меньшее изменение входного напряжения АИд =50 мкВ. При попытке еще больше увеличить выходное напряжение входное приращение А«д внезапно возрастает до 200 мкВ при некотором уровне выходного напряжения, скажем при /+вых = + 13,9 В. Это напряжение есть фактическое номинальное выходное напряжение положительной полярности. Аналогичным образом находится номинальное выходное напряжение отрицагельной полярности; величина его может отличаться от L+bbix и составлять, к примеру, г/-вых = -12,5 В.

Как правило, ограничение выхода вызывается насыщением выходных транзисторов, а не ограничением выходного тока. Гарантированный выходной ток (/вых)м дается обычно с большим запасом. Описанная процедура измерения позволяет лишь удостовериться в том, что фактический номинальный выходной ток больше, чем (1ъых)ш- Этого, однако, должно быть достаточно. Чтобы найти действительные пределы линейного диапазона выходной характеристики «вых(выхЛ потребовалось бы знать гарантированное значение выходного сопротивления.

5.5.2. Номинальное синфазное входное напряжение

В показанной на рис. 5.20, а схеме вход усилителя возбуждается сигналом, величина которого изменяется от нуля до напряжения и+стф или /"синф, соответствующего такому изменению входного напряжения АМд1, что

i А«д 1 = (Аи„)„ = (/еинф)м/(Л:о)м- (5 л 1)

Определенное таким образом номинальное синфазное входное напряжение U+стф, /-синф принимается за фактический предел линейного диапазона характеристики гд (ггсинф) (рис.

Шё------

•СИНф

ВМЦ сшф)м

Ощивдграф

Вспомогательный ОУ

Рис. 5.20. Измерение номинального синфазного входного напряжения, а - схема измерения аналогична показанной на рис. 5.15; б - зона погрешности характеристики ид(ы„„ф).

5.6. Динамические нелинейности

Нелинейные динамические параметры S и fn. м измеряются путем грубого (импульсного) возбуждения ОУ. Проведение таких измерений--занятие утомительное, поскольку отсчеты .производятся по экрану осциллографа.

5.6.1. Максимальная скорость нарастания выходного сигнала

В результате проявления вторичных эффектов (паразитная емкость входного источника тока в двухкаскадном ОУ 1[6]) скорость нарастания выходного сигнала зависит от способа возбуждения усилителя. Распространение получили две схемы - инвертор и повторитель (рис. 5.21).

Операционный усилитель, нагруженный номинальным сопротивлением нагрузки, возбуждается поступающими с генератора импульсами, амплитуда которых изменяется от нуля до номинального значения ± t/вых. По осциллографу оцениваются значения крутизны фронта S+ и спада 5- результирующего импульсного сигнала на выходе схемы. Не существует повсеместно принятого метода определения этих значений; применение находят как метод проведения хорды, соединяющей точки пересечения кривой отклика с 10- и 90%-ными уровнями ам-=елитуды7-та1г№ето:пяроведения -тасателБной-тгцснтртлБно