Простой стенд для тестирования ОУ

Китайские подделки популярных радиодеталей, заполнившие наши  радиорынки, превратились уже в настоящие бедствие. Неоднократно наступив на эти грабли, я уже не рискую покупать на Алиэкпресс  полевые транзисторы, операционные усилители (ОУ). И тем не менее, я в очередной раз с этим столкнулся при закупке в одной из крупных киевских фирм ОУ TL072 для комплектации набора для самостоятельной сборки простого генератора ЗЧ с малым КНИ.

С этими, вновь купленными, ОУ генератор категорически не хотел работать на верхнем диапазоне, хотя на ОУ из моих запасов (TL072 и TL082), купленных ещё в доАЛишную эпоху, всё прекрасно работает. Понятно, что мне в очередной попалась подделка. Прямо русская рулетка какая-то – выстрелит, не выстрелит…

Чтобы избавиться от мистики  и догадок о качестве ОУ, рекомендую изготовить простой стенд  для тестирования ОУ, который  позволяет не только  отличить подделку от оригинала, но  и с достаточной для радиолюбительской практики точностью оценить насколько велики у них отличия основных параметров.

На просторах интернета нашёл удачную, на мой взгляд, схему такого стенда.

Исходную схему пришлось немного доработать, т.к.  проверка компараторов мне не нужна, зато захотелось  иметь возможность протестировать ОУ при питании +-15в, чтобы можно было сравнивать результаты измерений с данными из даташита. Да и генератор  испытательных импульсов у меня уже есть – лабораторный Г3-111.Схема стенда US5MSQ для тестирования ОУ

Принципиальная схема такого доработанного стенда приведена на рисунке.
Конструкция рассчитана на сдвоенные ОУ ( но можно измерять и различные одиночные или счетверенные — через соответствующий переходник ) и собрана на небольшой  китайской макетной плате (см. фото).
Вид стенда US5MSQ сверху

В качестве переключателей использованы джамперы — их можно приобрести в радиомагазине или добыть из старой компьютерной материнской платы. Питается стенд от внешнего однополярного источника постоянного (можно нестабилизированного) напряжения +32…+38 В, ток потребления примерно 18  мА. С помощью двух TL431 формируется двухполярное питание +-5 В  и +-15В для проверяемых ОУ. Чтобы режимы работы TL431 при переключении напряжения не изменялись , ток, протекающий через  них, стабилизирован на уровне 20 мА источником тока , выполненном на транзисторе VT1. На транзисторе при выборе напряжения +-5В может рассеиваться до 0,5 Вт мощности, поэтому,  если планируется длительная  работа стенда, то здесь лучше применить транзисторы средней мощности типа КТ814, КТ816 или  аналогичные, оснастив его  небольшим радиатором.

Назначения джамперов:
J1,J2 – выбор напряжения питания +-5В или +-15В
J3, J4 — для измерения потребляемого тока
J5 — подключают сигнал генератора на выбранный вход (-) или (+) ОУ
J6,J7,J8,J9- подключают резисторы 10 кОм последовательно со входами
J10,J11- выбор коэф.усиления ОУ: К=1 или К=100

Измерение статических параметров ОУ. Джамперами J10 и J11 замыкают левые (по схеме) контакты, при этом ОУ включается по схеме инвертирующего усилителя с К = 100. Генератор не используется. Джамперами J1 и J2 выбираем напряжения питания +-5В или +-15В.

1. Напряжение смещения нуля получается измерением мультиметром напряжения на выходе ОУ и делением его на 100. То есть, 100 мВ на выходе соответствуют 1 мВ напряжения смещения и оно может быть со знаком минус.

2. Входные токи. У соответствующего входа джампером размыкается резистор, измеряется напряжение на выходе ОУ и из него вычитается напряжение смещения нуля. Вычитать нужно алгебраически, то есть с учётом знака. Например, если с замкнутым резистором получили значения +12мв и с разомкнутым  – 2мВ, то результат будет равен:  12 мВ — (-2 ) мВ = 14 мВ. Полученное значение имеет соответствие 1 мВ = 1 нА входного тока. Таким образом можно измерить входные токи инвертирующего и неинвертирующего входов и вычислить их разность. Сравнить полученные значения со справочными, отобрать ОУ получше для ответственных узлов .
( Сразу обнаружил, что TL082, купленные на Али, имеют входные токи на уровне 15 нА, что на два порядка больше, чем должно быть у ОУ с полевиками на входах )

3. Токи потребления можно вычислить по падению напряжения на резисторах по 10 Ом, включенных в цепи питания ОУ ( 10 мВ соответствуют току 1 мА ). Для этого джамперы J3, J4 должны быть разомкнуты.

Для оценки быстродействия ОУ нужно измерить его динамические параметры. В домашних условиях это сделать трудно, так как требуются сложные и дорогостоящие приборы, но при наличии осциллографа с полосой 5 — 10 МГц, можно оценить скорость нарастания выходного напряжения. Этот параметр зависит от многих факторов : напряжения питания, схемы включения ОУ и даже от величины сигнала. Обычно зарубежные производители  измерения проводят в наиболее выгодных для ОУ условиях, чтобы получить максимальный результат ( при питании +- 15 В, К = +1 и прямоугольном сигнале амплитудой десятки милливольт). По советскому ГОСТУ  уровень испытательного сигнала делают таким, чтобы не было видимого ограничения выходного сигнала

В моём устройстве измерение этого параметра проводится при таких условиях:

1.Питание +- 5 В, К = 100, входной сигнал 15-20  мВ и выходной до 2 В (чтобы не было видимого ограничения)

2.Питание +- 5 В, К = 1, входной сигнал 850 мВ и выходной до 850 мВ

3.Питание +- 15 В, К = 100, входной сигнал 75-90 мВ и выходной до 9-10 В (чтобы не было видимого ограничения)

4.Питание +- 15 В, К = 1, входной сигнал 850 мВ и выходной до 850 мВ

Поэтому измеренная величина этого параметра может существенно отличаться паспортной. Но это не должно волновать, так как можно сравнивать полученные результаты с результатами измерения заведомо оригинального ОУ  такого же типа из старых запасов или выпаянных из старых плат известного производителя.

Через замкнутый джампер J5, сигнал генератора Г3-111 через резистор R12 подаётся на выбранный вход ОУ. Если ОУ имеет достаточное быстродействие, то выходной сигнал будет в 100 раз больше ( джамперы J10 и J11 установлены влево). На частоте 5 кГц, большинство ОУ это делают. На частоте 50 кГц выходной сигнал из прямоугольника превращается в трапецию или в треугольник, для менее быстродействующих ОУ. Далее при 500 кГц, сигнал становится треугольным почти у всех ОУ, но его амплитуда будет разной и пропорциональна скорости нарастания. При частоте 500 кГц период равен 2 мкСек, а полпериода — это 1 мкСек и за это время сигнал изменяется от минимума до максимума или наоборот. На экране осциллографа это сторона треугольника. Измерив на экране размах этого треугольника ( от минимума до максимума ) в вольтах, сразу получаем скорость нарастания выходного напряжения в вольтах на микросекунду, не производя никаких расчётов. Но я думаю, что подавать на вход общецелевых ОУ импульсы частотой  500 кГц — это всё же экстрим.

Поэтому я провожу измерения на частоте 50 кГц. Цифровой осциллограф позволяет растянуть фронт импульса до удобных для измерения величин (см. фото)

Если отдельного генератора импульсов нет, то можно сделать  самодельный генератор прямоугольных импульсов ( меандра ), собранный на простой логической микросхеме К533ЛА3, аналогичный авторскому. Для такого генератора нужно всего два инвертора, поэтому можно использовать различные TTL микросхемы. Эта выбрана из -за малого потребления ( 4 мА ). Резисторы генератора подобраны, чтобы на выходе был меандр. Питание  +5 В для этого генератора можно сделать на отдельной TL431, только токоограничивающий резистор, подключённого к шине +32…+38в, нужно взять равным  3,3 кОм/0,5 Вт.

Результаты моих измерений имеющихся ОУ сведены в одну таблицу.

Таблица US5MSQ

Жёлтым цветом отмечены однозначные подделки. Но вот что интересно – все они имеют примерно одинаковые параметры. Такое впечатление, что китайцы всучивают один и тот же чип под разными названиями. Очевидно, что  этот чип массового производства ( потому и недорогой, копеечный) и должен выпускать и под оригинальным названием – узнать бы, под каким !?  И кстати, даже без стенда его можно определить по крайне малому току потребления!

 

г.Киев                                             23.04.2021г.                           Сергей Беленецкий, US5MSQ

Tags:

Подписаться
Уведомить о
2 комментариев
Старые
Новые Популярные
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
ut5eud
ut5eud
11 дней назад

Хорошая работа!
На Алике я все покупал лет семь. Последние пару лет это ужас. Впечатление что к нам отправляют всю некондицию. Сколько денег в пустую. И не только комплектующие, но готовые изделия. Читаешь отзыв, хороший продавец. Заказал, получил гов.о. О то что и наши фирмы продают такое, так они перепродажи тот же товар с Али.

agn
agn
14 часов назад

Давно собирался собрать подобное. Наконец-то сподобился, спасибо за статью, послужила пинком в зад.
Добавил еще панельку проверять одиночные ОУ. SMD операционники проверяю через переходник с помощью ZIF-панельки. Проверил свои микросхемы. Тихий ужас. Из купленных на Али только NE5532 оказались нормальными. Остальные ни в какие ворота не лезут. Они вроде и работают, но очень плохо. У всех жуткая «ступенька» на выходе. На нагрузку в 1 кОм нормально не работают. Надпись на корпусе ничего не значит. Чувство такое, что у них всех внутри стоит одно и тоже. По параметрам хуже, чем нормальные LM358. Думал, что копеечные LM358 нет смысла подделывать, ошибался. Беда. В местных магазинах продается такое же гуано.
Вытащил из запасников отечественные КР140УД7, УД6 и подобные. Кайф выше среднего. Работаю, заразы, как надо. Придется опять к ним возвращаться и к выпаянным из плат.
Грустно немного. Был совсем недавно период, когда в нормальных торговых фирмах продавали качественные радиодетали. Прошел, к сожалению. Опять из горсти деталей нужно отбирать пару кондиционных.

2
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x
()
x