测试四种运放的偏置电流

Posted 2022-09-13 卓晴

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了测试四种运放的偏置电流相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

运放的偏置电流测量

01 偏置电流

一、背景介绍

为了搭建高阻抗的测量电路，对于手边的几款运放测量它们的偏置电流。这几款运放焊接在转接板上，适合在面包板上进行测量。

二、串联电阻法

1、搭建测试电路

根据 运算放大器的偏置电流 中的电路，搭建测试电路。在电路中两个运放，分别使用待测运放的两个部分，这样就不必在借用其它的运放了。电阻Rs的大小。以及另外的电容和R2，则根据实际情况进行调整。

下面在面包板上搭建测试电路。+ 测试电路中的蓝色电阻为1G欧姆的精密电阻。这就是搭建好的测试电路了。经过简单调试，确定测试电路中的一些参数。这些参数包括Rs，R2以及滤波电容。 Rs取20M，滤波电容取0.01uF，反馈电阻R2取10k，这样输出电压V0等于实际偏压的100倍。

对于搭建好的电路，通电进行测试。使用示波器观察Vo电压波形，令人惊奇的是，居然Vo在振荡，频率为11kHz左右。将 C的取值增大到0.1uF。电路停止振荡了。此时，如果打开S1，S2，可以看到输出出现了 50Hz的干扰波形。这说电路的输入端口，受到了周围50Hz的干扰。因此，如果正确测量该电路，需要将这个电路安装在屏蔽盒中进行测量。

下面将电路搬移到屏蔽盒内，其中使用一个运放将单电源分割成正负5V 电源。将屏蔽盒盖盖上之后，输出的干扰便消失了。在屏蔽盒中对于四种运放的偏置电流进行测量。

2、测量结果

下面分析在屏蔽盒中的测量结果。分别对四种运放测量他们在S1,S2 不同组合下的输出电压。这三个运放在S1闭环，S2打开的情况下出现了震撼。他们震荡的形式还不一样。并且通过改变第二级运放反馈电容也无法消除。由于振荡存在，所以测量的IB+ 不太准确。这是根据电路参数计算得到的偏置电流的大小。测量出的结果比数据手册中的偏大。通过测量结果还是能够分辨出不同运放之间的差异。至于为什么测量结果偏大，除了测量误差之外，还可能与所使用的面包板的漏电流有关系。

将Rs两个电阻更换成1G的电阻，重新进行测量。这是测量的结果。根据公式计算出HT6482的偏置电流为4.32pA， LMC6482的偏置电流为2.036pA。这个结果与数据手册相差依然比较大。因此噪声这个误差的原因，还是和面包板的漏电流有关系。

下面是记录了四种运放测量结果。

（1）外部供电+10V

运放型号	S1闭合，S2闭合	S1打开，S2闭合	S1闭合，S2打开	S1打开，S2打开
COS2272	5.280	5.195	5.113	5.159
LMV358	4.383	1.647	9.837	9.881
LMC6482	4.977	4.968	4.782（振荡）	5.172
HT6482	5.179	5.119	4.795（振荡）	5.444

（2）内部9V供电，测量差分

使用的旧的+9V电池进行测量。

运放型号	S1闭合，S2闭合	S1打开，S2闭合	S1闭合，S2打开	S1打开，S2打开
COS2272	329	288	197	278
LMV358	-545	-2272	4196	3290
LMC6482	47.8	46.3	-199.2	144.8
HT6482	242.7	228.4	-100.1	348.1

（3）外部+10V供电，差分测量

运放型号	S1闭合，S2闭合	S1打开，S2闭合	S1闭合，S2打开	S1打开，S2打开
COS2272	335.0	314.2	201.8（振荡）	291
LMV358	-557.8	-2637	4911	4111
LMC6482	54.3	51.9	-207（振荡）	192
HT6482	241.1	221.1	-148.3（振荡）	402.9

（4）振荡波形

下面是LMC6482,HT6482 在S1闭合，S2打开时的振荡波形。

▲ 图1.2.1 LMC6482 在S1闭合，S2打开时的振荡波形

▲ 图1.2.2 HT6482 在S1闭合，S2打开时的振荡波形

（5）计算结果

下面是直接根据前面测量表格计算偏置电流数值的Python 程序。

#!/usr/local/bin/python
# -*- coding: gbk -*-
#============================================================
# TEST1.PY                     -- by Dr. ZhuoQing 2022-09-10
#
# Note:
#============================================================

from headm import *

s1 = 2
s2 = 7
s3 = 4

#------------------------------------------------------------
def str2dim(s):
    sdim = s.split('\\r\\n')

    d = []

    for s in sdim[2:]:
        ss = s.split('|')
        dd = []
        for sss in ss[1:]:
            r = sss.split('（')[0]
            rf = float(r)
            dd.append(rf)

        if len(dd) > 0:
            d.append(dd)

    return d

#------------------------------------------------------------

ss1 = tspgetdopstring(s1)
ss2 = tspgetdopstring(s2)
ss3 = tspgetdopstring(s3)

sd1 = str2dim(ss1)
sd2 = str2dim(ss2)
sd3 = str2dim(ss3)

#------------------------------------------------------------
sd = [sd1,sd2,sd3]
typestr = ['COS2272', 'LMV358', 'LMC6482', 'HT6482']

printff('型号', 'Vos(mV)', 'Ib+(pA)', 'Ib-(pA)', 'ios(uA)')
for id,d in enumerate(sd[2]):

    r = 1+10e3/100
    R = 20e6

    dd = [ddd/1e3 for ddd in d]

    vos = dd[0]/r*1e3
    ib1 = (dd[1]-dd[0])/r/R * 1e12
    ib2 = (dd[2]-dd[0])/r/R * 1e12
    ios = (dd[3]-dd[0])/r/R * 1e12

    printf('%s %5.2f %5.2f %5.2f %5.2f'%(typestr[id], vos, ib1, ib2, ios))

tspmsgcopy()


#------------------------------------------------------------

printf('\\a')

#------------------------------------------------------------
#        END OF FILE : TEST1.PY
#============================================================