集成運放的調(diào)零以及使用和維護

【摘要】集成運放電路已經(jīng)廣泛應(yīng)用生活中的各個領(lǐng)域，正確的調(diào)零以及使用與維護，可以確保設(shè)備穩(wěn)定可靠的運行。本文從零點手動調(diào)整和自動調(diào)零等幾種調(diào)零的方法，以及在實際調(diào)零中的注意事項，同時結(jié)合工作實際，提出維護運放的一些措施以及注意事項。

【關(guān)鍵詞】失調(diào)；調(diào)零；電荷守恒

隨著設(shè)備技術(shù)的不斷改進，不斷的提高設(shè)備的穩(wěn)定和可靠性能是發(fā)展的必然趨勢。而集成運放的大量使用，對設(shè)備的隱患不可忽視。為了促進了設(shè)備的穩(wěn)定，加強對運放的維護和保養(yǎng)，已經(jīng)成為提高設(shè)備穩(wěn)定中的一個必要的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1、對于運放而言

都必須在他的同相端或反向端，加上一個很小的電壓，用于平衡不可避免的工藝造成的不匹配，這個電壓就是輸入失調(diào)電壓。當(dāng)集成運放的輸入信號很小時，放大器的放大倍數(shù)比較大時，必須考慮的一種現(xiàn)象就是輸入失調(diào)電壓。必須采用妥善的措施加以消除或減弱。

1.1一般采用電位器進行調(diào)零

具體調(diào)零有以下兩種方法，如圖1就是采用外接電位器的方式調(diào)零。但在調(diào)零時需注意調(diào)零端不要接在0伏和正電源上，否則容易造成集成運放的損壞。電路圖如下：

1.2圖2是用一個電位器加電阻的方式輸入平衡電壓調(diào)零

對于一個精確的放大器時，這個方法很有用。即使具有調(diào)零端，這樣產(chǎn)生的零輸出很穩(wěn)定。

1.3CMOS運放的自動調(diào)零技術(shù)

由于MOS運放的失調(diào)電壓一般在10-20毫伏，為了降低MOS運放的失調(diào)和溫漂，一般采用自動調(diào)零技術(shù)。介紹一種，利用開關(guān)電容的自調(diào)整技術(shù)。如下圖：其中M1、M3、M4的輸入與M2、M5輸入相位反相脈沖電壓，也即是說，當(dāng)M1、M3、M4導(dǎo)通時，M2、M5截止。M1、M3、M4截止時，M2、M5截止。M1、M2、M3、M4、M5起到了開關(guān)的作用。當(dāng)開關(guān)M1、M3、M4導(dǎo)通時時，開關(guān)M2、M5截止時，電容C1兩端充電，電容C1兩端的電壓為VC1=V1-VOS，電容C2的兩端電壓為VC2=VOS。當(dāng)開關(guān)M1、M3、M4截止時，開關(guān)M2、M5導(dǎo)通時，電容C1的電壓，變?yōu)閂2-VOS，電容C2兩端的電壓變?yōu)閂OS-VO。根據(jù)電荷守恒的原理可以導(dǎo)出：C1（V2-VOS）-C1（V1-VOS） = C2（VOS-VO）-C2VOS

C1（V2-V1） =-C2VO VO=-C1（V2-V1）/C2

由上式可見，VO與運放的失調(diào)電壓無關(guān)，可以將電路中的失調(diào)電壓消除掉。

1.4隨著新技術(shù)的推廣有源微調(diào)運放，使主要誤差來源的輸入失調(diào)電壓大大減小

由于廠家對內(nèi)部電路進行調(diào)節(jié)，從而使輸入失調(diào)電壓降到最小。為了做到這么一點，采用激光燒調(diào)電阻面積或者短接齊納二極管串，可以得到100微伏或更小的失調(diào)電壓，有的可以達到25微伏。斬波穩(wěn)零運放采用了芯片的內(nèi)調(diào)制與解調(diào)技術(shù)，減少了輸入失調(diào)誤差，采用此技術(shù)可以使失調(diào)電壓降到最小。

2、運放在調(diào)零時的注意事項

1）定期檢查對運算放大器電容點溫，溫度不要過高，確保集成運放的穩(wěn)定。

2）輸入失調(diào)的溫度系數(shù)與輸入信號的比小于0.1。

3）定期檢查保護電路中的兩個二極管的性能，以保證輸入端不存在高電壓。

4）放大器對失調(diào)效應(yīng)增益為1時，不需要加調(diào)零裝置。

5）只有在比較小的失調(diào)時，才能用調(diào)零電位器加以消除

6）接通電路前，必須對焊接時候的飛濺物清除，檢查印刷條之間是否明顯分開。

7）調(diào)零時，不能把調(diào)零端碰到0伏。

8）調(diào)零時，任何一個運放都可以逐個調(diào)零，然而調(diào)零常常會使溫漂向相反的方向變化。

3、集成運放的使用與維護

集成運放廣泛的應(yīng)用于各個領(lǐng)域，集成運放的穩(wěn)定性能雖然比較高，但當(dāng)設(shè)備穩(wěn)定運行一段時間后，設(shè)備容易會出現(xiàn)故障的高發(fā)態(tài)勢。運放輸出隨著輸入的變化是否可靠反轉(zhuǎn)，音頻通路運放的帶寬以及干擾噪聲會對發(fā)射機的指標(biāo)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，為了保障設(shè)備穩(wěn)定運行，加強設(shè)備的維護，保障集成運放穩(wěn)定運行，便是檢修維護中的一個重要環(huán)節(jié)。檢修維護注意事項如下：

1）保證設(shè)備的溫度，長時間不要超過70度，加強運放的清潔，定期清潔運放表面塵土。對于大功率的運放，定期點溫，做好設(shè)備排風(fēng)扇的清潔以及扇熱片的清潔工作，同時保持周邊環(huán)境的清潔以及環(huán)境溫度不要太高，夏季采取一定的降溫措施。

2）定期測試運放的輸出波形，不滿足要求時，及時進行調(diào)整。主要關(guān)注運放輸出波形的幅度以及帶寬。

3）測量時，一般帶電檢查，檢修和維護時，需兩人進行，嚴(yán)禁帶電隨意插拔運放。

4）對于場效應(yīng)管的放大器電路，人體感應(yīng)約為幾十伏的交流電壓，干燥的季節(jié)衣服上的靜電電壓上千伏，極容易損壞元器件，檢修時，要采取必要的防靜電措施。

5）線路節(jié)點比較多，清潔時，不要隨意插拔集成運放。

6）帶電檢修時，用點溫槍測量運放溫度，不要用手觸摸。

7）對于大功率的運放，定期點溫，及時做好扇熱片的清潔工作。

8）焊接時，電烙鐵應(yīng)外殼接地。接通電源時，必須對焊接時出現(xiàn)的飛濺物進行及時檢查，防止出現(xiàn)線間短路現(xiàn)象。

9）插拔集成運放時，要注意集成塊的方向是否正確，及時查看集成運放的各個腳有無在外面，保證集成運放不要插錯。

10）線路中有許多調(diào)零和增益調(diào)節(jié)電路，調(diào)整時要將電位器調(diào)到中間位置，然后再接通電源調(diào)整，防止輸出出現(xiàn)異?，F(xiàn)象或燒壞元器件。

11）檢修時，檢查元器件有無燒壞，是否有接觸不良等現(xiàn)象。

參考文獻

[1]李振剛.《怎樣使用運算放大器》.人民郵電出版社，1982

作者簡介

賈建剛（1972年-）、男、河北石家莊、本科、國家廣電總局951臺、工程師、研究方向：通信與信息工程