Obtención de la ganancia de bucle abierto de un amplificador operacional

Medir la ganancia de bucle abierto de un amplificador operacional será difícil porque es muy alta. Tratar de medirlo directamente colocando una señal de bucle abierto lo hace aún más difícil. Peor aún, esta señal estaba cambiando, por lo que debe preocuparse por la dependencia del tiempo.

Una mejor manera de hacer esto es colocar el amplificador operacional en un circuito con retroalimentación para que todo sea estable en cada punto que desee medir. En lugar de controlar el amplificador operacional con señales µV y ver lo que hace, lo controla para obtener el nivel de salida que desea medir y luego ve cuál es la entrada que da como resultado esa salida. Esto requerirá una capacidad de medición de CC muy precisa, pero no hay forma de evitarlo, ya que la ganancia del amplificador operacional es muy alta y, por lo tanto, la señal para impulsarlo en la región activa será muy pequeña.

Haga un poco de matemática por adelantado para ver el rango de señales que probablemente encontrará. Incluso una ganancia de CC baja para un opamp es de 100k. Digamos que ejecuta este amplificador bajo prueba con un suministro de ±10 V, por lo que la magnitud de salida más grande es 10 V. 10V / 100k = 100µV. Ahora considere que el opamp puede tener un mV o más de compensación. Eso significa que incluso con una ganancia baja de 100k y un desplazamiento de entrada de 1 mV, la señal que desea ya es 1/10 del desplazamiento de CC. Luego, las ganancias de la figura pueden ser de 1M o más, por lo que la relación entre el desplazamiento y la señal puede ser de 100x o más.

Nunca he hecho esto, pero así es como empezaría:

Medir la salida del amplificador operacional no requiere nada especial que ningún voltímetro pueda hacer. Para cada medición, ajuste R5 hasta que el voltímetro lea el punto de salida del amplificador operacional que desea medir. Este circuito provoca una ganancia de aproximadamente 100 alrededor del opamp. Eso todavía es manejable, pero mantiene las dos entradas cerca del suelo para eliminar en gran medida los efectos del modo común.

La parte complicada es hacer mediciones significativas de las señales de entrada del opamp. Configuraría un amplificador diferencial con una ganancia en el rango de 100 a 1000. Después de eso, el resultado debería poder medirse con un equipo más común, como otro voltímetro. Asegúrese de que este amplificador diferencial tenga un ajuste de anulación. Para empezar, ajuste R5 para obtener una salida de 0, luego ajuste la entrada de anulación del amplificador diferencial para obtener también cero, luego realice mediciones desde allí.

Regrese periódicamente y verifique que el diffamp todavía esté anulado con una salida de 0 opamp. Espero que las cosas vayan a la deriva, especialmente cuando se enciende por primera vez. Enciéndalo y deje que todo se estabilice en temperatura durante 10-20 minutos y asegúrese de que la temperatura en la habitación sea razonablemente constante durante sus mediciones. Si es necesario, anule antes de cada lectura.

Al anular la salida del amplificador diferencial cuando la salida del amplificador operacional es cero, se elimina el voltaje de compensación de entrada del amplificador operacional de las mediciones de ganancia. También elimina cualquier compensación de medición.

Cuando haya terminado con las mediciones de ganancia, es posible que desee ver el voltaje de compensación. Para hacerlo, cortocircuite físicamente las entradas del amplificador operacional y anule el amplificador diferencial. Luego quite el cortocircuito y ajuste R5 para una salida de opamp cero. Ahora el amplificador diferencial verá el voltaje de compensación de entrada del amplificador operacional en esas condiciones específicas. Podría ser instructivo hacer eso.