摘 要: 本文介绍了一种测试运放工作状态的电路,应用采样电源电压并分压、放大再驱动LED的原理,只需极少的器件, 极小的花费,便可筛除工作不正常的运放,操作简单,判据直观,组装容易,携带方便。
关键词: 电源分路器、分压、放大、驱动
运算放大器(以下简称运放)的应用极为广泛,当怀疑运放的工作状态不正常,想验证却没有专用测试设备时,怎么办?向您介绍一种简易的运放测试电路(如图1所示),不需要深奥的理论,不花费昂贵的金钱,方便直观。
这是一种典型的"Go-NoGo"测试,采用的方法是将电源电压采样后分压、放大并驱动LED,以LED是否被点亮来判别被测器件(DUT,Device
Under Test)的合格或失效。考虑到在双极性电源供给下,运放的工作状态最佳,而供给电源的不平衡将影响DUT的输出,导致对DUT的错误判断,为了获得DUT所需的绝对平衡的电源电压,该测试电路选用了电源分路器(rail-splitter)TLE2426,将电池提供的电压分离为极性相反且绝对值相等的两路电压,分别供给DUT的VCC和VEE。这里,可以用稳压电源代替电池供电,不建议采用电阻分压的方式来替代电源分路器的功能,因为即使选用精密电阻,也会受温度等因素的影响,很难做到完全匹配而使DUT供给电源失衡。
同时,电池电压由电阻R1、R2采样并分压后提供给DUT的同向输入端,则DUT的输入电压(Vi)与电池电压峰-峰值(Vp-p)的关系为:
公式1(略)
可见,DUT的Vi恒为Vp-p的1/20。如果Vp-p为9V,Vi 即为0.45V,当Vp-p下降到5V时(这时很多运放不能正常工作,也该更换电池了),DUT的Vi将为0.25V。将Vi设置在0.25~0.45V之间,是为了测试DUT放大小信号的能力,而电路的电压增益为:
公式2(略)
图1(略)
因此,当DUT的Vi为0.25~0.45V时,DUT将获得1.95~3.50V 的输出电压,此电压将驱动并点亮LED。由于大多数运放尚未达到满电源输出(rail-to-rail),因此DUT输出电压的最高期望值(3.50V)比正电源电压(the
ground-to-rail)降低了1V,而1.95V刚够点亮大多数的LED,这也是该电路电阻阻值的选择依据。这时,如果LED被点亮,便可判定DUT工作正常,而LED不亮或者不停闪烁,可能是电池电压不足,也可能是TLE2426甚至是LED本身发生故障,但这些情况出现的机率很小,只要不是连续测试几片运放时,LED都不被点亮,就可以宣布,此运放失效了。
当然, 上述电路并不能完整测出运放的各项性能参数,更不能替代专用的测试设备, 不过它对DUT失效的判定是较为可靠的,而且它的优点也是显而易见的:耗材少,花费小,操作简单,判据直观,还可以很容易组装出一台超小型的测试仪器,如果野外作业带上它,是非常方便的。
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