Obtención de la ganancia de bucle abierto de un amplificador operacional

Medir la ganancia de bucle abierto de un opamp va a ser difícil porque es muy alto. Tratar de medirlo directamente colocando una señal de bucle abierto lo hace aún más difícil. Peor aún, esta señal estaba cambiando, por lo que tiene la dependencia del tiempo para preocuparse.

Una mejor manera de hacer esto es colocar el opamp en un circuito con retroalimentación para que todo sea estable en cada punto que desee medir. En lugar de conducir el opamp con señales µV y ver lo que hace, lo conduce para obtener el nivel de salida que desea medir y luego ver qué entrada produce esa salida. Esto requerirá una capacidad de medición de CC muy precisa, pero no hay forma de evitarlo, ya que la ganancia operativa es tan alta y, por lo tanto, la señal para conducirla en la región activa será muy pequeña.

Haga un poco de matemáticas por adelantado para ver el rango de señales que probablemente encontrará. Incluso una ganancia de CC baja para un opamp es 100k. Digamos que ejecuta este amplificador a prueba desde una fuente de ± 10 V, por lo que la mayor magnitud de salida 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 en él. Luego, las ganancias de la figura pueden ser de 1M o más, por lo que la relación de desplazamiento a señal puede ser 100x o más.

Nunca he hecho esto, pero aquí es cómo empezaría:

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

La parte complicada es realizar mediciones significativas de las señales de entrada opamp. Yo configuraría un amplificador de diferencia con una ganancia en el rango de 100 a 1000. Después de eso, el resultado debería ser medible 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 de amplificador de diferencia para obtener también cero, luego realice mediciones desde allí.

Vuelva periódicamente y verifique que la diferencia de nivel aún esté anulada con una salida 0 opamp. Espero que las cosas vayan a la deriva, especialmente cuando se encienden por primera vez. Enciéndalo y deje que todo se estabilice en la temperatura durante 10 a 20 minutos y asegúrese de que la temperatura en la habitación sea razonablemente constante durante sus mediciones. Si es necesario, nulo antes de cada lectura.

La anulación de la salida de diferencia cuando la salida de opamp es cero elimina la tensión de compensación de la entrada de opamp 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 hacer eso, haga un cortocircuito físico de las entradas del opamp y anule el amplificador de diferencia. Luego retire el cortocircuito y ajuste R5 para una salida opamp cero. Ahora el amplificador diferencial verá el voltaje de compensación de entrada del opamp en esas condiciones específicas. Podría ser instructivo hacer eso.