Якщо осцилограф володіє достатньою чутливістю, то його можна використовувати для вимірювання рівня внутрішнього шуму підсилювача, а також для виявлення фону змінного струму, генерації і тп Осцилограф повинен дозволяти вимірювати напруги на вході величиною менше 1 мВ (і навіть значно нижче для підсилювачів на ІС)

Принцип вимірювань полягає у визначенні величини вихідної напруги підсилювача з максимальним значенням посилення або гучністю, але без подачі вхідного сигналу Можна використовувати і вимірювач рівня сигналу, але осцилограф дозволяє спостерігати візуально частоту і характерні властивості шумового сигналу Посилення осцилографа необхідно збільшувати доти, доки на екрані не будуть спостерігатися шуми, фон або інші перешкоди

Поява напруги шуму може бути викликано наведеними перешкодами в проводах, що зєднують підсилювач і осцилограф При сумнівах такого роду відєднайте дроти від підсилювача (але не від осцилографа) Якщо ви припускаєте, що мається фон мережевого живлячої напруги з частотою 60/50 Гц (наведення від джерела живлення або іншого джерела), встановіть перемикач синхронізації осцилографа в положення «Від мережі» Поява стаціонарного зображення сигналу означає, що його походження повязане з фоновим сигналом мережі змінного струму, що впливає на схему Якщо зображення сигналу нестабільно при синхронізації «від мережі», то його природа, швидше за все, повязана з генерацією в підсилювачі або наведеннями через паразитні ємності У цьому випадку закоротити вхідні клеми підсилювача Якщо цей сигнал зберігся, можна припустити наявність генерації в схемі підсилювача

У сучасних підсилювачах на інтегральних мікросхемах внутрішні чи фонові шуми набагато нижче рівня 1 мВ, і їх практично неможливо виміряти навіть дуже чутливим осциллографом У таких ситуаціях необхідно використовувати проміжний підсилювач для посилення сигналу, що подається на осцилограф (див рис 618) Проверяемая інтегральна мікросхема включена для отримання високого значення посилення по напрузі в якості першого каскаду посилення Сумарне посилення по напрузі досягає 50 000 Таке посилення дозволяє виявити і записати на діаграмному самописці напруга шуму (див рис 619) Рівень шумів вимірюється в десятісекундного інтервалі, значення повного розмаху амплітуди напруги (від піку до піку) становить 25 нВ

Рис 618 Схема вимірювання рівня шумів в діапазоні частот 0,1 -10 Гц

Примітка до рис Перевіряється прилад повинен попередньо прогріватися не менше 3 хв і бути захищений від потоків повітря

Ріс619

Типова діаграма шуму підсилювача (запис на діаграмному самописці в десятісекундного інтервалі)

Відношення сигнал / шум

Для ряду підсилювачів на ІС відношення сигнал / шум перевіряється замість вимірювань фонового шуму (а іноді й додатково) Схема вимірювань така ж, як і для вимірювання рівня нелінійних спотворень, за винятком того, що аналізатор нелінійних спотворень не використовується

Вимірювання відносини сигнал / шум характеризує ставлення фонового шуму до амплітуди сигналу при роботі підсилювача в певних умовах Наприклад, для схеми, наведеної на рис 616, амплітуда вхідного сигналу збільшується до тих пір, поки вихідний сигнал не досягне рівня 150 мВт, після чого визначається значення вихідної напруги в децибелах Потім вхідний сигнал відключається, але вхідні висновки залишаються зєднаними через наявні резистори й ємності, ось чому вихідний сигнал визначається тільки напругою шумів самої ІВ Рівень напруги шуму також вимірюється в децибелах, після чого розраховується відношення сигнал / шум

6122 Швидкість наростання і перехідні характеристики

Швидкість наростання являє собою максимальну швидкість зміни вихідної напруги підсилювача за умови збереження лінійності характеристик (симетричний вихід без нелінійних спотворень) Цей параметр зазвичай наводиться в розділі «Перехідні характеристики» технічних умов До перехідним характеристикам також відносяться час наростання, час встановлення вихідної напруги ОП, викид на фронтах імпульсу і іноді розмах коливань на вершині

Швидкість наростання вихідної напруги визначається діленням приросту вихідної напруги на час, відповідне цього приросту, – dVBbIX / Dt Зазвичай розмірність цієї величини – В / мкс Наприклад, якщо наростання величини вихідної напруги підсилювача склало 7 В за 1 мкс, то швидкість наростання напруги буде дорівнює 7 B / мкс Основне вплив цього фактора на роботу схем полягає в тому, що велика швидкість наростання вихідної напруги дозволяє отримати велику вихідну потужність

Якщо відома швидкість наростання вихідної напруги, то можна приблизно оцінити ширину смуги пропускання по потужності підсилювача, використовуючи наступне співвідношення:

Повна ширина смуги пропускання по потужності (в мегагерцах) –

Наприклад, в технічних умовах для інтегральної мікросхеми НА-2529 фірми Harris типове значення швидкості наростання вихідної напруги дорівнює 150 В / мкс, а подвійне амплітудне значення вихідної напруги (Від піку до піку) становить ± 10 В (пікове значення вихідної напруги – 10 В) Тоді, користуючись наведеними вище співвідношенням, отримаємо:

Відзначимо, що вказане в паспортних даних для ІС НА-2529 значення повної ширини смуги пропускання по потужності становить 2,1 МГц (мінімальне значення) і 2,6 МГц (типове значення)

Найбільш простий спосіб визначення швидкості наростання вихідної напруги підсилювача полягає у вимірюванні крутизни переднього фронту імпульсу вихідної напруги при подачі на вхід сигналу прямокутної форми (див рис 620) При цьому час наростання вхідного прямокутного сігналадолж-но бути дуже малим, щоб не вносити додаткові похибки в вимірювання У підсумку форма імпульсу вихідної напруги відрізнятиметься від прямокутної і мати згладжену форму У наведеному прикладі швидкість наростання (і спаду) вихідної напруги становить приблизно 40 В / мкс (40 В за 1 мкс) Слід зазначити, що швидкість наростання вихідної напруги зазвичай визначають в режимі з замкнутої зворотним звязком Як правило, швидкість зростає із збільшенням підсилення

На рис 621a, 6 наведені приклади вимірювання швидкості наростання вихідної напруги, часу наростання, часу встановлення вихідної напруги, викидів на фронтах імпульсів і розмаху коливань на вершині На рис 621в, г

Вимірювання швидкості наростання вихідної напруги

Примітка до рис У наведеному прикладі швидкість наростання вихідної напруги складає близько 40 В / мкс при одиничному коефіцієнті підсилення Вхідний сигнал прямокутної форми повинен володіти мінімальним часом наростання Розмах вихідної напруги (подвійне амплітудне значення) дорівнює 40 В

представлені схеми вимірювання швидкості наростання вихідної напруги, перехідних характеристик і діапазону регулювання напруги зсуву для типового ОУ на ІС (НА-2529 фірми Harris), а на рис 621д – Осцилограми сигналів

Джерело: Ленк Д, 500 практичних схем на популярних ІС: Пер з англ – М: ДМК Пресс, – 44 с: Ил (Серія «Підручник»)