摘要:在中专电子技术课程教学中,集成运算放大器的调试实验常常让学生手忙脚乱,为了提高学生实践技能,总结集成运算放大器的调试的几点经验。
关键词:集成运算放大器;调试;经验
中图分类号:TN722.77 文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)20-0121-01
在中专电子技术的课程中,有一集成运算放大器的调试实验,在实验中,有一些学生常常手忙脚乱,为了提高学生实践技能,现将调试时的一些经验做一总结。
1调试前做好相关准备工作
当学生接好运算放大器电路准备调试时,不要让他们急于给线路通电,应先要求学生检查电路连接是否正确,这时要求学生根据电路的原理图检查安装的线路是否存在漏接、错接的现象,用手轻拨导线检查是否存在接触不良。接着要求学生做好示波器、万用表等的准备工作。例如,检查这些仪器是否正常,量程是否正确,是否掌握仪表的使用方法。最后,要求学生把被调试线路和仪器放置合适位置。
2调试时的要求
{1}学生要有一定理论知识。运算放大电路的调试包括静态调试和动态调试。通过静态调试可判断电路是否处于正常的工作状态,以便及时调整电路中的元件,这样就要求学生对电路的原理、元件的分布、元件的参数了如指掌,否则对测试结果不会分析,不会应用,测试就失去意义。例如,当学生用示波器测得结果是饱和失真,这时要调整静态工作点,若没有一定理论知识,便不知通过调整哪个元件才能调好静态工作点,也不知如何调整元件的参数。这样实验不能顺利进行。
{2}刚通电要先观察线路。在线路检查无误后,可以通电调试时,要求学生不要马上测试,因为线路会存在一些直接观察不出来的故障,而一通电就暴露出来。例如,短路故障。所以,要求学生还要闻一闻线路有无异味,摸一摸线路有无发热,看一看线路有无冒烟。若有,应立即切断电源,检查原因。
{3}要善于分析原因。在线性放大电路中,集成运算放大器要静态调零,即在运算放大器的输入端加一个补偿电压,把放大器自身的失调电压抵消,使得运算放大器在无输入信号的条件下输出电压为零。但在调试中常常出现输入为零时输出不为零。即不能调零了,这时要学生分析原因,查找问题本质所在,有针对性去检查线路,而不是一切重新开始。一般的原因是负反馈忘记接,或是接错地方,或是负反馈输入点出现虚焊,这样能从故障中分析原因,大大节省检查线路的时间,提高效率。
{4}减少示波器的干扰。动态调试要用到示波器测试波形,除了要求学生正确使用示波器外,还要要求使用时减少示波器对运算放大器的干扰。这时要使用衰减探头,探头的接地端要可靠接地。
{5}消除自激振荡。由于集成运算放大器是多级直接耦合的放大器,增益大,易产生自激振荡,即在没有输入电压时,输出端有一定大小的信号输出。这时给测量带来误差。所以消除自激振荡是动态调试前的一重要任务。通常可以接入补偿元件消除自激振荡。补偿元件的选择是否合理关系到能否消除自激振荡。下面介绍一简便方法选择补偿电容的参数。先将运算放大器的输入端接地,并测出这时输出端的自激振荡波形,然后在补偿端接上补偿元件,一边用示波器观察输出波形,一边从小到大地调节补偿电容,当输出波形的振幅减小到零时,这时的电容就是所选的补偿容量。
{6}减少温度对运算放大器的影响。集成运算放大器容易受温度的影响,所以在调过程中,不能靠近热源,防止电磁干扰,免受强光照射。
{7}注意动态调试项目的先后顺序。动态调试是在静态调试的基础上,给放大器加上合适的输入信号,测试输出波形和电路性能参数。测试包括放大倍数、频率特性、波形形状等。在这些测试中要先测试波形。即在运算放大器的输入端输入一正弦波,用示波器在输出端测试输出波形,若波形失真,就要调整静态工作点,使输出波形不出现失真。这样通过输出波形测试与调整电路参数,达到信号不失真,这样才可为放大倍数、频率特性等的测试打下基础。所以动态测试的项目是有先后顺序的,否则测试结果不是正确的结果。
3其他注意事项
①接地。在调试过程中,要将示波器、信号发生器、运算放大器的地端可靠地连在一起。否则可能会受到干扰,使测试结果不准。另外,对于多台仪器仪表组成的测试系统,当所有的仪器外壳都通过电源的地线接地时,若没有把这些设备地端可靠地连在一起,有可能引起短路或烧毁设备。②注意安全。要正确使用仪器,在拆线、接线时,要先停电。
参考文献:
[1] 李怀刚,王廷才.电子技能与实训[M].北京:高等教育出版社,2006.