运放的输入电压范围

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01 运放的偏置电压

一、前言

  运放的输入都会有一个范围，  只有当信号在这个范围之内， 运放才能够正常工作。  否则就会处于不正确的偏执状态。  下面通过实验来测试两款运放的输入偏置范围。

二、电路设计

  测试运放 LM358以及 TL082 都是双运放，   这部分使用同一芯片的另外一个运放组成输出偏置电压反馈电路。  放大信号由 C3耦合到待测运放的同相端。 反向徐成负反馈。 放大倍数为 21倍。  运放的偏移电压有该端口引入。  为了保持运放输出电压为 2.5V，  下面这个电路对其偏置电压进行调节。  R6,R7 组成 2.5V 分压电路。  R5,C1 组成低通滤波器， 提取出输出信号的直流电压。  经过 R4 反馈到上面运放， 保持它的输出工作点为 2.5V。  这样便可以测量在不同的偏置电压下该电路的放大倍数。

  设计测试电路图， 为了能够测试 SOP8， DIP8两种封装，  电路中集成了两种封装的芯片。  一分钟后得到测试电路板。  经过检查， 电路制作的非常完美。  下面对其进行焊接测试。

AD\Test\2023\TestOffset.PcbDoc

三、测试结果

  焊接 DIP8封装的 TL082， 使用一个 6PIN 的接插件， 这样便于在面包板上进行测试。 利用面包板给电路板提供电源和信号。  下面对此进行测试。

  首先测量一下偏置电压与输出信号之间的关系。  使用DH1766可编程直流电源，  设置偏置电压从0V变化到5V，  测量输出电压的变化。  通过编程自动测量它们之间的关系。

  通过测量结果来看，  当偏置电压大于 0.5V，  小于 3.8V之后， 输出才能够稳定在 2.5V。

odim=[0.0000,0.0505,0.1010,0.1515,0.2020,0.2525,0.3030,0.3535,0.4040,0.4545,0.5051,0.5556,0.6061,0.6566,0.7071,0.7576,0.8081,0.8586,0.9091,0.9596,1.0101,1.0606,1.1111,1.1616,1.2121,1.2626,1.3131,1.3636,1.4141,1.4646,1.5152,1.5657,1.6162,1.6667,1.7172,1.7677,1.8182,1.8687,1.9192,1.9697,2.0202,2.0707,2.1212,2.1717,2.2222,2.2727,2.3232,2.3737,2.4242,2.4747,2.5253,2.5758,2.6263,2.6768,2.7273,2.7778,2.8283,2.8788,2.9293,2.9798,3.0303,3.0808,3.1313,3.1818,3.2323,3.2828,3.3333,3.3838,3.4343,3.4848,3.5354,3.5859,3.6364,3.6869,3.7374,3.7879,3.8384,3.8889,3.9394,3.9899,4.0404,4.0909,4.1414,4.1919,4.2424,4.2929,4.3434,4.3939,4.4444,4.4949,4.5455,4.5960,4.6465,4.6970,4.7475,4.7980,4.8485,4.8990,4.9495,5.0000] vdim=[0.0826,0.2922,1.0506,1.8359,2.1400,2.2369,2.2942,2.3467,2.3978,2.4494,2.5037,2.5018,2.4985,2.4996,2.4986,2.4926,2.4981,2.4968,2.4928,2.4920,2.4896,2.4960,2.4882,2.4950,2.4924,2.4915,2.4954,2.5014,2.4980,2.4895,2.4955,2.4946,2.4931,2.5016,2.4951,2.4955,2.4903,2.5010,2.4976,2.4930,2.4942,2.5008,2.4944,2.5069,2.4949,2.4917,2.5031,2.4868,2.4928,2.5027,2.5043,2.4898,2.4933,2.4946,2.4904,2.4942,2.4860,2.4980,2.4927,2.5002,2.4953,2.4984,2.4935,2.4960,2.4904,2.5002,2.4926,2.4997,2.4936,2.5016,2.4910,2.4927,2.4954,2.4975,2.4964,2.4955,2.4956,2.6879,3.2491,3.9728,4.0009,4.0082,4.0123,4.0158,4.0192,4.0226,4.0261,4.0297,4.0333,4.0370,4.0408,4.0449,4.0496,4.0548,4.0603,4.0658,4.0714,4.0770,4.0826,4.0882] 

#!/usr/local/bin/python # -*- coding: gbk -*- #============================================================ # TEST1.PY -- by Dr. ZhuoQing 2023-12-23 # # Note: #============================================================ from headm import * from tsmodule.tsvisa import * dm3068open() v = dm3068vdc() odim = linspace(0, 5, 100) vdim = [] for v in odim: dh1766volt1(v) time.sleep(1) vv = dm3068vdc() vdim.append(vv) printff(v,vv) tspsave('meas1', odim=odim, vdim=vdim) plt.plot(odim, vdim, lw=3) plt.xlabel("Offset(V)") plt.ylabel("Output(V)") plt.grid(True) plt.tight_layout() plt.show() #------------------------------------------------------------ # END OF FILE : TEST1.PY #============================================================ 

  猜测是因为运放输出不是轨到轨输出，  增加回路调节倍数， 可以扩大偏置的范围。  下面将 R2 从原来的 10k，  修改成 50k，  看是否可以提高偏置适应的范围。

  更换电阻之后，重新测量。  可以看到偏置电压依然只能在 0.5V 到3.8V之间。

  前面都是利用数字万用表进行测量的。  使用示波器观察运放的输出的时候， 发现它居然在振荡。 这说明前面的结果实际上测试的并不是准确的。  这也有可能是因为电路中存在着局部正反馈的结果。  再加上电路布线不合理造成的电路不稳定。  因此， 这个电路实际上并没有能够获得正确的测试。

※ 总  结 ※

  本文原本计划测试运放的偏置电压范围。  但搭建的电路并不是很稳定。  所以这个电路最终并没有能够稳定工作。  测量运放输入偏置范围还需要通过其他的方式进行测试。

● 相关图表链接:

• 图1.2.1 测试电路图
• 图1.2.2 测试电路原理图
• 图1.2.3 测试单面板电路图
• 图1.3.1 不同偏置电压下输出电压变化
• 图1.3.2 在R2为 51k时 不同的偏执电压对应的输出直流电压