运算放大器主要参数测试方法说明1

运算放大器电参数测试方法通用集成运算放大器电路测试方法作者：李雷一、器件介绍集成运算放大器（简称运放）是模拟集成电路中较大的一个系列，也是各种电子系统中不可缺少的基本功能电路，它广泛的应用于各种电子整机和组合电路之中。

本文主要介绍通用运算放大器的测试原理和实用测试方法。

1．运算放大器的分类从不同的角度，运算放大器可以分为多类：1．从单片集成规模上可分为：单运放（如：OP07A）、双运放(AD712)、四运放(LM124)。

2．从输出幅度及功率上可分为：普通运放、大功率运放(LM12)、高压运放（OPA445）。

3．从输入形式上可分为：普通运放、高输入阻抗运放(AD515、LF353)。

4．从电参数上可分为：普通运放、高精密运放（例如：OP37A）、高速运放(AD847)等。

5．从工作原理上可分为：电压反馈型运放、电流反馈型运放（AD811）、跨倒运放(CA3180)等。

6．从应用场合上可分为：通用运放、仪表运放（INA128）、音频运放(LM386)、视频运放(AD845)、隔离运放（BB3656）等。

2．通用运放的典型测试原理图（INTERSIL公司）李雷第 1 页2008-9-10运算放大器电参数测试方法二、电参数的测试方法以及注意事项一般来说集成运算放大器的电参数分为两类：直流参数和交流参数。

直流参数主要包括：失调电压、偏置电流、失调电流、失调电压调节范围、输出幅度、大信号电压增益、电源电压抑制比、共模抑制比、共模输入范围、电源电流十项。

交流参数主要包括：大信号压摆率、小信号过冲、单位增益带宽、建立时间、上升时间、下降时间六项。

而其中电源电流、偏置电流、失调电流、失调电压、输出幅度、开环增益、电源电压抑制比、共模抑制比、大信号压摆率、单位增益带宽这十项参数反映了运算放大器的精度、速度、放大能力等重要指标，故作为考核运放器件性能的关键参数。

通常运算放大器电参数的测试分为两种方法：一种是单管测试法，另一种是带辅助放大器的测试方法。

集成运放的性能主要参数及国标测试方法集成运放的性能可用一些参数来表示。

集成运放的主要参数：1．开环特性参数（1）开环电压放大倍数Ao。

在没有外接反馈电路、输出端开路、在输入端加一个低频小信号电压时，所测出输出电压复振幅与差动输入电压复振幅之比值，称为开环电压放大倍数。

Ao越高越稳定，所构成运算放大电路的运算精度也越高。

（2）差分输入电阻Ri。

差分输入电阻Ri是运算放大器的主要技术指标之一。

它是指：开环运算放大器在室温下，加在它两个输入端之间的差模输入电压变化量△V i与由它所引起的差模输入电流变化量△I i之比。

一般为10k~3M，高的可达1000M以上。

在大多数情况下，总希望集成运放的开环输入电阻大一些好。

（3）输出电阻Ro。

在没有外加反馈的情况下，集成运放在室温下其输出电压变化与输出电流变化之比。

它实际上就是开环状态下集成运放输出级的输出电阻，其大小反映了放大器带负载的能力，Ro通常越小越好，典型值一般在几十到几百欧。

（4）共模输入电阻Ric。

开环状态下，两差分输入端分别对地端呈现的等效电阻，称为共模输入电阻。

（5）开环频率特性。

开环频率特性是指：在开环状态下，输出电压下降3dB所对应的通频带宽，也称为开环-3dB带宽。

2.输入失调特性由于运算放大器输入回路的不对称性，将产生一定的输入误差信号，从而限制里运算放大器的信号灵敏度。

通常用以下参数表示。

（1）输入失调电压Vos。

在室温及标称电源电压下，当输入电压为零时，集成运放的输出电位Vo0折合到输入端的数值，即：Vos=Vo0/Ao失调电压的大小反映了差动输入级元件的失配程度。

当集成运放的输入端外接电阻比较小时。

失调电压及其漂移是引起运算误差的主要原因之一。

Vos一般在mV级，显然它越小越好。

（2）输入失调电流Ios。

在常温下，当输入信号为零时，放大器两个输入端的基极偏置电流之差称为输入失调电流。

即：Ios=Ib- — Ib+式中Ib-、Ib+为放大器内两个输入端晶体管的基极电流。

实验五 集成运算放大器的参数测试一、实验目的1、学会集成运放失调电压U IO 的测试方法。

2、学会集成运放失调电流I IO 的测量方法。

3、掌握集成运放开环放大倍数Aod 的测量方法。

4、学会集成运放共模抑制比K CMR 的测试方法。

二、实验仪器及设备1、ＤＺＸ－１Ｂ型电子学综合实验台 一台2、XJ4323 双踪示波器 一台3、集成运放 uA741 一片 三、实验电路1、测量失调电压U IO 。

2、测量失调电流I IO 。

I IO =RR R U U O O ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-12121式中的U O1为测失调电压U IO 时的U O1 ，U O 2 为下面电路中测得的U O 。

U IO =211R R R+U O1R2 5.1KR2 5.1K3、测量开环放大倍数Aod 。

4、共模抑制比K CMR 。

注意：Ui 必须小于最大共模输入电压U iCM ＝12V四、实验内容及步骤 1、测量失调电压U IO（1） 按图接好电路，检查电路无误后接通电源，用示波器观察输出Uo 有无振荡，若有振荡，应采用适当措施加以消除。

（2） 测量输出电压，记做U O1，并计算失调电压U IO 。

2、测失调电流I IO（1） 按图接好电路，检查电路无误后接通电源，用示波器观察输出Uo 有无振荡，若有振荡，应采用适当措施加以消除。

（2） 测量输出电压，记做U O2，并计算失调电流I IO 。

3、测量开环放大倍数Rf 5.1KA Od =UiR R R U O 323+URf 5.1KK CMR = OCO A A d=UoU R R F i1•（1） 按图接好电路，接通电源。

（2） 在输入端加入Us ＝1V ，f ＝20Hz 的交流信号，用毫伏表测量Uo 和Ui ，计算出Aod 。

4、测量共模抑制比（1） 按图接好电路，接通电源。

（2） 在输入端加入一定幅值的频率为20Hz 的交流信号，用毫伏表测量Uo 和Ui ，计算出K CMR 。

运算放大器实验原理-回复什么是运算放大器？运算放大器（Operational Amplifier，简称Op Amp）是一种电子器件，它是一种差模放大器。

它具有很高的增益和差模输入，能够将微弱的输入信号放大，是现代电子电路中常见的重要元件。

运算放大器实验原理简介运算放大器实验原理是研究和分析运算放大器的特性和性能的实验方法。

通过实验，我们可以观察到运算放大器的电压增益、输入阻抗、输出阻抗等参数，并对其运行特性进行分析。

运算放大器实验步骤及原理解析1. 实验材料准备：首先准备好所需的实验材料，包括运算放大器芯片、直流电源、函数发生器、电阻、电容等元件。

2. 搭建实验电路：根据实验需求，搭建运算放大器实验电路。

常见的运算放大器实验电路包括非反相放大器、反相放大器、总反馈放大器等。

不同的电路结构会导致不同的电路特性和性能。

3. 进行实验测量：将所需的输入信号连接到运算放大器电路的输入端，使用示波器等仪器测量输出信号。

可以调节函数发生器的频率、幅度等参数，观察输出信号的变化。

同时，还可以通过改变电路中的电阻、电容等元件的数值，观察电路特性的变化。

4. 实验数据分析：根据实验测量结果，计算运算放大器的电压增益、输入阻抗、输出阻抗等参数。

通过对数据的分析，可以进一步理解运算放大器的工作原理和特性。

5. 结果比较与总结：将实验测得的数据与理论值进行比较，分析实验结果与理论值之间的差异。

总结实验结果，讨论实验中可能的误差来源和改进的方法。

运算放大器实验原理的应用1. 信号放大：运算放大器广泛应用于信号放大领域。

通过调节运算放大器的电路参数，可以实现不同的放大倍数和频率响应，满足不同的信号放大需求。

2. 滤波器设计：运算放大器可以构成各种滤波器电路，包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。

通过调节电路参数，可以实现对特定频率信号的滤波效果。

3. 运算器：运算放大器还可以被用作运算器，实现各种数学运算，如加法、减法、乘法、积分等。

运算放大器的闭环参数测试北京华峰测控技术公司 孙 铣 段宁远内 容 摘 要本文介绍了运算放大器闭环参数的测试原理，分析了影响运算放大器闭环参数测试精度和稳定性的诸多原因和因素，及所采取的针对性措施，还探讨了闭环参数的测试精度、测试稳定性和测试适应性的评价问题。

同时介绍了北京华峰测控技术公司研制的 STS 2107B 运算放大器电压比较器测试系统。

一. 运算放大器闭环参数的测试原理国家标准 GB 3442-86 和 GB 6798-86 参照国外标准，规定了运算放大器 (以下简称运放) 和电压比较器的测试方法的基本原理，其主要参数的基本测量线路见图1。

图1 运算放大器闭环参数测量原理图图中 DUT 为被测运放，A 为辅助运放。

两级运放构成负反馈闭环系统，其闭环增益由输入电阻 R I 和反馈电阻 R F 的比例决定。

为了得到足够增益，通常选用 500 倍或 1000 倍。

器件测试程控电源 V+ 和 V- 分别向被测运放提供所需的正、负电源电压，被测运放的输出端电压可由外接偏置电压源 V 进行控制，以获得测试所需的 V O 值。

辅助运放的输出端可测得所需的 V E 值。

电阻 R S 用于被测运放输入偏置电流的采样。

采用辅助运放的闭环测试参数主要有以下几个：1. 输入失调电压 V IO 。

2. 输入偏置电流 I B+，I B-。

3. 输入失调电流 I IO 。

4. 开环电压增益 A VD 。

5. 共模抑制比 K CMR 。

6. 电源电压抑制比 K SVR+，K SVR-。

在这些参数中失调电压 V IO 是最基本的参数，其计算公式为 :其它参数只是在不同的条件下测试 V IO 值，和进行不同的计算。

二. 影响运算放大器闭环参数测试精度的原因分析E FI I IO V R R R V ⋅+=根据分析和实践，影响闭环参数测试精度的原因主要有闭环系统不稳定、工频干扰、高频干扰、系统漏电、元件性能不良等。

现分别分析如下:1. 闭环系统不稳定闭环系统不稳定是影响运放闭环参数测试精度诸多原因中最主要的原因。

运放的选用与参数测试方法学习引导文一．实验目的1．了解集成运算放大器的主要参数。

2．通过实验，掌握集成运算放大器主要参数的测试方法。

二．预习要求1．复习集成运算放大器的技术指标，主要参数的定义及测试方法。

2．了解用示波器观察运算放大器传输特性的方法。

3．了解输入失调电压U IO和输入失调电流I IO产生的原因。

三．实验设备四．实验内容及测试方法反映集成运算放大器特性的参数主要有以下四大类：输入失调特性、开环特性、共模特性及输出瞬态特性。

1．集成运算放大器的传输特性及输出电压的动态范围的测试运算放大器输出电压的动态范围是指在不失真条件下所能达到的最大幅度。

为了测试方便，在一般情况下就用其输出电压的最大摆幅U op-p 当作运算放大器的最大动态范围。

输出电压动态范围的测试电路如图1(a）所示。

图中u i为100Hz正弦信号。

当接入负载R L后，逐渐加大输入信号u i的幅值，直至示波器上显示的输出电压波形为最大不失真波形为止，此时的输出电压的峰峰值U op-p就是运算放大器的最大摆幅。

若将u i输入到示波器的X轴，u o输入到示波器的Y轴，就可以利用示波器的X—Y显示，观察到运算放大器的传输特性，如图1 (b) 所示，并可测出U o p-p的大小。

u o（a）运算放大器输出电压动态范围的测试电路（b）运算放大器的传输特性曲线图1（图中：R1 = R2 = 1.2kΩ，R f= 20kΩ）U op-p与负载电阻R L有关，对于不同的R L，U op-p也不同。

根据表1，改变负载电阻R L 的阻值，记下不同R L时的U op-p，并根据R L和U op-p，求出运算放大器输出电流的最大摆幅I op-p = U op-p /R L，填入表1中。

表1运算放大器的U op-p除了与负载电阻R L有关外，还与电源电压以及输入信号的频率有关。

随着电源电压的降低和信号频率的升高，U op-p将降低。

如果示波器显示出运算放大器的传输特性，即表明该放大器是好的，可以进一步测试运算放大器的其它几项参数。

运算放大器的相关参数及测法1．静态工作电流（Icc）,主要表针运放的功率损耗情况。

测法一：如图一，将运放接成跟随器的形式。

VCC流出的电流就为Icc。

此测试方法比较稳定，能保证输出基本不会震荡。

图一测法二：如图二将运放接成放大的形式，此测试方法是目前我们最经常用，此方法有个缺陷，怕输出会震荡，因此有异常时我们要用示波器看输出是否震荡。

图二2. Output Voltage Swing最大输出摆幅（VOH，VOL）测法如图三，将运放接成放大的形式，根据SPEC要求带上负载RL。

图三3. Input Offset Voltage(输入失调电压Vos)︰为使输出为0，输入端应补偿的电压，基本都在mV级，uV级。

测法如图四：接成放大的形式，测量Vo, Vos=Vo/Rf/R1=Vo/1000,换算为mV,则Vos=Vo图四4. Input Offset Current(输入失调电流Ios)︰为使输出电压为0V时，输入端应补偿的电流，基本都在nA级。

5. Input Bias Current(输入偏置电流Ib) ︰两输入端输入电流的平均值，基本都在nA级。

Ios,Ib测法一：如图五，此测法简单，精度不高，忽略运放的Vos。

图五根据定义，Ib=((Ib+)+(Ib-))/2=(VO1/1M+VO2/1M)/2=(VO1+VO2)/2*1e3 nAIos=(Ib+)-(Ib-)=VO1/1M-VO2/1M=(VO1-VO2)*1e3 nAIos,Ib测法二（目前我们经常使用的）：有将运放的Vos考虑进去如图六为Ios。

图六图七为IB图七6．Max Com i nput（最大共模输入电压Vcm）如图八：看输出是否能正常转态图八7． Slew Rate(转换速率SR)︰当输入电压变化时，输出电压变化的比率。

如图九：Vin输入一个方波，量测输出上升或下降的速率，单位为V/uS。

图九8. Power Supply Rejection Ratio(电源抑制比PSRR)︰电源电压改变量与输出电压的改变量的比值，如图十：图十PSRR=20*log10(△VCC*1e3/△V o)9. Common Mode Rejection Ratio(共模抑制比CMRR)︰差动放大率与共模放大率的比值如图十一：图十一CMRR=20*log10((△Vin*100/△Vo))10.Isink（陷电流），Isource（源电流）如图十二。

运算放大器主要参数有哪些?1.共模输入电阻(RINCM)该参数表示运算放大器工作在线性区时，输入共模电压范围与该范围内偏置电流的变化量之比。

2.直流共模抑制(CMRDC)该参数用于衡量运算放大器对作用在两个输入端的相同直流信号的抑制能力。

3.交流共模抑制(CMRAC)CMRAC用于衡量运算放大器对作用在两个输入端的相同交流信号的抑制能力，是差模开环增益除以共模开环增益的函数。

4.增益带宽积(GBW)增益带宽积AOL * ƒ是一个常量，定义在开环增益随频率变化的特性曲线中以-20dB/十倍频程滚降的区域。

5.输入偏置电流(IB)该参数指运算放大器工作在线性区时流入输入端的平均电流。

6.输入偏置电流温漂(TCIB)该参数代表输入偏置电流在温度变化时产生的变化量。

TCIB通常以pA/°C为单位表示。

7.输入失调电流(IOS)该参数是指流入两个输入端的电流之差。

8.输入失调电流温漂(TCIOS)该参数代表输入失调电流在温度变化时产生的变化量。

TCIOS通常以pA/°C为单位表示。

9.差模输入电阻(RIN)该参数表示输入电压的变化量与相应的输入电流变化量之比，电压的变化导致电流的变化。

在一个输入端测量时，另一输入端接固定的共模电压。

10.输出阻抗(ZO)该参数是指运算放大器工作在线性区时，输出端的内部等效小信号阻抗。

11.输出电压摆幅(VO)该参数是指输出信号不发生箝位的条件下能够达到的最大电压摆幅的峰峰值，VO一般定义在特定的负载电阻和电源电压下。

12.功耗(Pd)表示器件在给定电源电压下所消耗的静态功率，Pd通常定义在空载情况下。

13.电源抑制比(PSRR)该参数用来衡量在电源电压变化时运算放大器保持其输出不变的能力，PSRR通常用电源电压变化时所导致的输入失调电压的变化量表示。

14.转换速率/压摆率(Slew Rate/简称SR)该参数是指输出电压的变化量与发生这个变化所需时间之比的最大值。

运算放大器的相关参数及测法一、运算放大器的相关参数：1.增益：运算放大器的增益是指输出信号和输入信号间的比例关系。

一般来说，增益被分为电压增益、电流增益和功率增益。

增益的计算要根据具体电路的需求和设计目标进行确定。

2.带宽：运算放大器的带宽是指其输出信号在频率上的可用范围。

在一般情况下，带宽要大于信号的最高频率才能保证较好的信号放大效果。

带宽的测量方法通常是通过输入一个特定频率的正弦波信号，对输出信号进行测量，观察输出信号的衰减情况，从而确定带宽。

3.输入偏置电流：运算放大器在正常工作情况下，输入信号为零时，输出信号应该为零。

但实际上，由于器件的不对称性和不完美性等因素，输入信号为零时，输出信号往往不为零，这就是输入偏置电流。

输入偏置电流的大小影响着运算放大器的工作稳定性和精度。

测量输入偏置电流可以通过将输入端直接接地，然后测量输出电压。

4.输入偏置电压：输入偏置电压是指运算放大器的输入端电位差，当输入信号为零时，输出信号为零需要的输入电压。

输入偏置电压的大小也会对运算放大器的工作稳定性和精度产生影响。

测量输入偏置电压可以通过将输入端短接，然后测量输出电压。

5.输入阻抗：输入阻抗是指运算放大器输入端的电阻特性，即输入端电流和电压间的比例关系。

输入阻抗的大小决定了运算放大器对输入信号的影响程度，输入阻抗越大，说明输入信号被放大器吸收的越少。

测量输入阻抗的方法可以通过接入一个标准电阻，然后测量输入端的电压和电流，计算得到。

二、运算放大器的测量方法：1.增益测量：增益可以通过输入一个特定幅值的正弦波信号，然后测量输出信号的幅值，通过两者的比值来计算增益。

可以通过示波器来观察输入和输出信号的波形，然后进行幅值测量。

2.带宽测量：带宽的测量可以通过输入不同频率的正弦波信号，然后测量输出信号的衰减程度，通过找到输出信号衰减到一半的频率，确定带宽的上限。

可以使用频谱分析仪或者示波器进行测量。

3.输入偏置电流和输入偏置电压测量：输入偏置电流的测量可以通过将输入端直接接地，然后测量输出电压来确定。