Генератор предназначался для других целей, но неожиданно его макет стал весьма востребованным для оценки работоспособности операционных усилителей (ОУ), приобретаемых на известных интернет-площадках.
Самой простой проверкой функционирования ОУ является испытание в схеме стабилизатора тока (Рисунок 1). Такой тестер на контактной макетной плате собирается за пару минут, но, как показывает практика, про него нужно забыть. На постоянном токе ОУ может показаться исправным, а на переменном – нет.
|
||||
| Рисунок 1. | Стабилизатор тока для испытания ОУ; (а) – принципиальная схема, (б) – фотография макета. | |||
Приведенная схема (Рисунок 2), активным компонентом которой является испытуемая микросхема, совместно с любым осциллографом позволяет надежно определить несоответствие сдвоенного ОУ общего назначения его техническим характеристикам.
 |
||
| Рисунок 2. | Схема генератора для тестирования ОУ. | |
Проверяются одновременно два ОУ: один в схеме генератора, другой – компаратора. Еще один ОУ (321MFX) в корпусе SMD расположен на вертикальном адаптере и используется в «активной» земле.
Итак… Генератор на ОУ с мостом Вина в цепи положительной обратной связи (ПОС) и схемой стабилизации амплитуды в цепи отрицательной обратной связи (ООС). Чем больше разбаланс компонентов в мосту (статический и динамический), тем большим запасом должна обладать петля ООС для поддержания установленного уровня выхода. Именно для этой цели, в отличие от известных схем, применена согласованная резистивно-светодиодная оптопара. Второй ОУ соединен с выходом генератора и сконфигурирован для работы компаратором с гистерезисом.
Для микросхемы предусмотрена стандартная панелька DIP8. Исполнение SOIC8 включается через адаптер. К компонентам моста не предъявляется особых требований. Можно использовать обычные сдвоенные потенциометры и конденсаторы 10-15% точности.
Частотозадающие конденсаторы C1-C2 устанавливаются в соединитель (Рисунок 3), что позволяет при необходимости проверить почти полный частотный диапазон ОУ. Пары конденсаторов для перекрытия диапазона 14 Гц-140 кГц должны иметь следующие емкости: 1 мкФ, 100 нФ, 10 нФ, 1 нФ. С высокочастотными ОУ схема устойчива до частот 700 кГц, но несогласованность номиналов моста здесь играет плохую роль.
 |
||
| Рисунок 3. | Схема генератора для тестирования ОУ. | |
Используется самодельный оптрон (Рисунок 4), с фоторезистором GL5506 (максимум спектральной чувствительности – 540 нм) и зеленым SMD светодиодом (510-555 нм) типоразмера 3014 (3.0 мм × 1.4 мм). Такая пара эффективно выполняет свою функцию при токе светодиода 100 мкА, не нагружает выход ОУ и, следовательно, не добавляет искажений. Успешно испытаны светодиоды желтого и белого свечения. Не забывайте притенить оптопару при ярком освещении.
 |
||
| Рисунок 4. | Конструкция самодельного оптрона. | |
Конденсатор фильтра C3 можно не устанавливать при работе с частотами выше 1 кГц; ограниченное быстродействие GL5506 (5 мс) гарантирует стабильность выхода.
Низкочастотный диапазон (13-130 Гц) требует емкости не менее 120 мкФ. В противном случае резко вырастут нелинейные искажения. Можно рекомендовать многослойный керамический SMD конденсатор типоразмера 1206 емкостью 47-100 мкФ.
Регулировка амплитуды резистором R13 может понадобиться при проверке низковольтных схем, чтобы избежать ограничения. Питается генератор от нестабилизированного источника 6 – 16 В. Симметричное питание обеспечивает схема «активной земли» (Рисунок 5).
 |
||
| Рисунок 5. | Схема «активной земли» для симметричного питания генератора. |
|
На Рисунке 6 приведены осциллограммы, иллюстрирующие результаты тестирования нескольких ОУ с внушающей доверие маркировкой, приобретенных на AliExpress в последнее время у разных продавцов. Какие микросхемы вы стали бы применять? Вопрос риторический. Только один образец отказался работать в предлагаемой схеме. Кристалла под пластмассой не оказалось.
|
||||||
| Рисунок 6. | Осциллограммы, иллюстрирующие результаты тестирования нескольких ОУ. | |||||
Комментарии к осциллограммам лучше услышать от специалистов по аналоговой схемотехнике, однако понятно, что синусоида выходного сигнала должна быть синусоидой. Искажения типа «ступенька» – это однозначно технологический брак. Выход компаратора, если он несимметричен относительно нуля, может свидетельствовать о том же. Однако, есть ОУ, которые не приспособлены к такому режиму, либо напряжение питания выше рекомендованного производителем (LMV358T). Скриншот выхода позволяет рассчитать скорость изменения напряжения и, если она меньше паспортного значения, – мусор в корзину. «Идеальные» ОУ на осциллограммах не представлены.
