Laboratorium Elektroniki cz I 1

238

Pobór mocy

Prądy pobierane z obydwu źródeł zasilających można pomierzyć bezpośrednio włączając miliamperomierz lub pośrednio mierząc spadek napięcia na szeregowym rezystorze. Pomiaru dokonujemy dla wzmacniacza nieobciążonego, gdy U₀ = o (rys. 13.4).

Prądy polaryzacji wejść i prąd niezrównoważenia

Prąd polaryzacji wejścia wzmacniacza operacyjnego Iib to prąd wpływający do bazy tranzystora wejściowego stopnia różnicowego, który dla popularnych wzmacniaczy typu pA709 i pA741 może mieć wartość rzędu 100 nA. Konstruktorzy wzmacniaczy operacyjnych dążą do zmniejszenia wartości tego prądu, gdyż powoduje on błędy w układzie operacyjnym i stwarza ograniczenie maksymalnych wartości stosowanych rezystancji. Na przykład, w najprostszym układzie wzmacniacza odwracającego fazę sygnału wejściowego (rys. 13.5) wzmocnienie jest określone stosunkiem rezystancji - R2/R1 tylko wtedy, gdy l₂ = l_1t czyli gdy prąd h jest znacznie większy od prądu polaryzacji wejścia Iib- Z faktu, że h = Ui/R_lt wynika, że rezystancja R,

Rys. 13.5. Podstawowy układ wzmacniacza odwracającego fazę napięcia wejściowego

nie może być zbyt duża, a właśnie ta rezystancja jest dla źródła napięcia Ui rezystancją obciążającą (rezystancją wejściową wzmacniacza).

Znacznie mniejszymi wartościami prądów l|_B cechują się wzmacniacze operacyjne, w których stopień wejściowy wykonano na tranzystorach potowych. Pomiary tak małych wartości prądów wygodniej jest wykonać metodą pośrednią, przez pomiar spadku napięcia na rezystorze o znanej dużej wartości. Jeżeli w układzie jak na rys. 13.6 zewrzemy klucz K2, to wejście nie odwracające fazy (+) wzmacniacza znaj-powered by

Mi siol

dzie się na potencjale masy. Wskutek ujemnego sprzężenia zwrotnego drugie wejście (-) zostanie także doprowadzone do potencjału masy (z dokładnością do wartości Uio). Prąd lisi dopływający z wyjścia wzmacniacza powoduje jednak powstanie na rezystorze 1M spadku napięcia mierzonego woltomierzem. Wartość l|_Bi można zatem

obliczyć jako Irei = ^-. Dla przykładowego prądu l_jBl = 100 nA otrzymalibyśmy spa-IM

dek napięcia na rezystorze 1M równy 100 mV. Gdyby jednocześnie Uio wynosiło 1 mV, to w zależności od jego znaku woltomierz wskazałby wartość 99 mV lub 101 mV, a obliczany z tej wartości prąd l,_B1 byłby obarczony błędem 1%. W razie potrzeby większej dokładności lub przy pomiarze wzmacniaczy o mniejszych l_!B należy wykorzystać większe wartości rezystorów.

Ki

Rys 13.6. Układ pomiarowy prądów polaryzacji l« i prądu mezrównowazenia I® wzmacniacza operacyjnego

Przy zwarciu K1, a rozwarciu K2 wskazanie woltomierza pozwala na obliczenie

-U_n,

wartości l_!B2 jako l|_B2 = ——. Przez podawaną w katalogu wartość l|_B rozumiemy IM

średnią arytmetyczną I,_{B =} InL-ilfił

Rozwarcie obydwu kluczy powoduje, że wskazanie woltomierza pozwala na obliczenie różnicy prądów polaryzacji obydwu wejść wzmacniacza, którą to różnicę nazywamy wejściowym prądem niezrównowaźenia lio:

lin — lim ” Iir? ^—'

Un*

IM