判断集成运算放大器质量好坏的简易方法

无线电爱好者在使用集成运算放大器之前，总希望能用某种简易方法先判断一下集成块的质量好坏，或者能简单测试一下几项主要技术指标的优劣。下面就谈几种办法，可供参考。

许多业余爱好者都通晓用普通万用表测试晶体管的极间电阻值来判断管子质量的方法，那么单用一块万用表能否简单判断一下集成运放块是好是坏呢？原则上说是可以的。比较麻烦的是，目前集成运放电路的产品品种相当多，不同型号的集成块内部电路不一样，因此用一块万用表对集成块进行测试时，不可能给出一个适合全部集成运放电路的规律。但是对于某一个生产厂生产的每一个具体型号来说，如果生产工艺是稳定的，内部电路又是一致的，则用万用表测出的管脚之间的阻值应该是有规律的。

当我们买到一批同一厂生产的同一型号的运算放大器之后，由于运放电路在出厂时都要进行检验和测试，所谓业余品只是在测试过程中有一项或几项指标不合格（但有功能）的集成块，因此我们只要用万用表多测上几只，就可以得到一些有规律性的数据。当我们想要判断某集成块的质量时，就可以用万用表测试管脚之间的阻值，然后与已知的有规律的正品集成块数据比较，就不难判断该集成块是否良好。下面举两个例子：

1．测试FOO7：由于集成运算放大器的主要引出端有正输入端、负输入端、正电源端、负电源端、输出端五个脚，而且集成块损坏时，也往往是出在这五个脚的某一个脚上，因此我们用万用表主要是对这五个脚进行测试。表1给出了FOO7用MF－14型万用表R×1K档测试时得到的阻值（注意：如果使用的万用表的型号不同，所测得的阻值也会稍有差别。一般均使用R×1K档测试），表中的“＋”号表示万用表的正表笔（它与万用表内部电池负极相接）接被测管脚，“－”号表示负表笔（与万用表内部电池正极相接）接被测管脚，每一纵行当中的阻值数据，表示另一表笔接到这一脚时万用表上所得到的阻值。例如第一纵行中，万用表正表笔接的是第6脚（输出端），负表笔接第2脚时（负电源脚）得2千欧，即表示2和6脚之间的电阻值。

测试时，可将管脚分开，为了测试方便起见，可用一只手拿住一只要测的管脚，但不要用两只手或一只手同时接触两个管脚，特别是各管脚之间不要相碰，以免测试不准。如果测试时某只管子两脚之间的阻值与表中给出的数值相差很大，例如由“∞”变成了几十千欧，或由几十千欧变成了“∞”，则运算放大器可肯定已经损坏了。比如有一只F007，经测试得知第6脚对其它各脚的正、反向阻值均为“∞”，即阻值无穷大，则说明此运放块输出端已损坏。

2．表2为用MF－14型万用表R×1K档测得的正品FC\(_{3}\)的各脚间的阻值。比如我们测试一只FC3管，第2脚对其它各脚的正、反向阻值均为无穷大，则说明此运放块的负输入端已经损坏。

在使用集成运放电路时，单单了解其好与坏（即通常在文章所说的有功能或没有功能）往往是不能满足要求的。在业余制作条件下，为了少走弯路，最好应对运放块几项主要电气参数进行简易测试，以作到制作时心中有数。这几项参数包括：输入失调电压、输入失调电流、开环电压增益、最大输出电压幅度、静态功耗等。

图1给出了一种简易测试图，图中的被测管为F006。这种测量法的优点是只用一块万用表和有关电源即可进行测试。电源可以用原电路中的电源，测试管管座可用一只九脚电子管管座，测试时要将管脚插好。如果运算放大器已经焊接安装在电路板上，测试时也以不必全部再焊下来，只要将其输出端与外电路的连接处焊开，将反馈电阻R\(_{f}\)接在运放电路的输出端，然后按下面原理进行测试即可。

1．判断运算放大器是否损坏以及消振电容C的容量是否合适：图1电路接好后，将万用表放在交流电压档，先不加消振电容C和调零电路（图中R\(_{w}\)）。将电位器W的滑臂调到最低端，即让运放电路输入端接地，K2打开。单刀双掷开关K\(_{1}\)接V＋、V\(_{-}\)都行。接通电源后，万用表将有较大的电压读数（可达数伏）。这是因为除F007等个别采用内补偿型的运放块以外，其它外补偿型运放电路如果不加消振电容肯定要产生自激振荡，使有较大的输出电压。如果万用表此时无读数，甚至在最小量程也无读数，则说明该运放已经损坏。如果集成运放块是好的（有输出），则当加上消振电容后，自激会减轻或消失，万用表表针读数会明显减小。继续增大消振电容C的容量，直至使万用表电压读数降到十几毫伏以下。这时的消振电容值即为闭环增益为9时的数值。如果消振电容值很大，超过该运放电路所规定的典型消振电容值许多倍，则说明此运放电路的频带很窄，频率特性不好，不易用来作为交流放大器，但仍可作为一般直流放大器使用。

2．输入失调的测试：将双刀双掷开关K\(_{2}\)合上，即将R1和R\(_{1}\)＇短路，万用表放在直流电压小量程档，其它不动。接通电源后，万用表上的表针指示数即为运放电路的输出失调电压V0值。将其折合到输入端，即可求出输入失调电压V\(_{IO}\)值，即VIO=V\(_{0}\)÷RfR\(_{2}\)0=V0;100。这个值是输入失调电压和输入失调电流两项指标的综合值。由于此放大器的偏置电阻很小，因此失调电流的影响较小，输出失调主要表现为输入失调电压的影响。输入失调电压V\(_{IO}\)多大放大器就不能使用了呢？这要根据具体情况而定。在业余制作条件下，VIO一般大于50毫伏就不能再使用了。由于有些业余品运放块是由于在最大工作电源下输入失调指标超差而形成的，这些运放块在电源电压较高时，输入失调明显增大。但若在工作电源电压较低时，输入失调仍较小的话，这种集成运放块可用于电源电压较低的场合。如果集成运放在使用中需要调零，此时可按运放电路典型接线图接上调零电路，调节电位器R\(_{w}\)，直到使放大器输出为零。如果调零不起作用，说明调零端已经损坏，此运放块只能用于不需调零的电路中，或者只能在外部进行调零。

3．静态功耗的测试：将万用表放在直流电流档，串接在图1中的V\(_{+}\)或V-电源电路中。接通电源，如果放大器已经调零，则此时万用表指针的读数与V\(_{+}\)＋|V-|的乘积即为运放块的静态功耗（一般来说除早期的FOO1等集成运放块外，其它运放块的正、负电源应对称使用）。如果运算放大器未调零，这时应将双刀双掷开关K\(_{2}\)断开，使R1和R\(_{1}\)＇串接起来，这时运放块的闭环增益为9，V0将减少。此时表针读数与V\(_{＋}\)＋|V-|的乘积即为放大器的静态功耗。

4．测试集成运放块的闭环特性以了解运放块的开环性能：由于集成运放块的开环电压放大倍数很大，因此开环测试时测试线路较复杂，也较难测试准确。但我们可以通过测试集成运放的闭环特性来大致了解开环放大倍数情况。当开环放大倍数G\(_{开}\)很大时，设输入阻抗及输出阻抗均为理想的，则闭环放大倍数G闭= R\(_{f}\)/（R1+R\(_{2}\)），改变（R1+R\(_{2}\)）的阻值，通过上式和实测输出电压V0值，就可以反推出集成运放的G\(_{开}\)是否足够大，以及输入阻抗是否很大，输出阻抗是否很小等。例如，将万用表仍然并接在输出端，将K1先接V\(_{＋}\)，调节电位器W，于是V0开始变化，当V\(_{0}\)变化到比V-10还低4～5伏时W就不要再动了，这样做的目的主要是为了合上K\(_{2}\)后使运放电路的输出不要饱和。比如当电源V＋、V\(_{-}\)为±15V时，可取V0＝-0.9V。合上K\(_{2}\)，此时V0＇应近似为10伏。然后将K\(_{1}\)接到V-端，重复以上过程，两次测试结果如|V\(_{0}\)＇;100-V09|值较大，说明此运算放大器的开环性能不好，当此值大于50毫伏时，该运放电路在业余制作中也不宜使用。

5．最大输出电压幅度的测试：当我们在图1中继续将W的滑臂向上调节时，集成块输出幅度增大。当W滑臂向上移动直到输出幅度不再变化时，这一输出电压就是该运放块的最大输出电压。

图2是正电源供电时测试负载能力的线路，图3是负电源供电时测试负载能力的线路，仅供读者参考使用。（鲁令年）