Op-Amp Tester

flash2b

Special Member

Deze week kwam mijn in China gekochte Op-Amp tester binnen.

Hoewel ik weet dat er vele manieren zijn om een Op-Amp te testen, en ik in het verleden hier en hier daar ook mee bezig ben geweest, vond ik de opzet van deze nieuwe tester interessant. Ik weet het, het blijft een simple Go / NoGo tester.

Het schema is als volgt:
https://www.uploadarchief.net:443/files/download/op%20amp%20tester%20schematic.jpg
(hoewel er bij D3 "GREEN" staat is het op de print een Gele Led)

IC1a is geschakeld als een multivibrator welke een 1Hz blokgolf richting de inverterende ingang van de te testen Op-Amp stuurt. De Op-Amp is als een inverterende 1x versterker geschakeld waarbij een virtueel nul punt op de niet inverterende ingang is gezet. Door nu zowel de uitgang van de Op-Amp (B) als de uitgang van de blokgolf generator (A) aan de ingangen van een XOR poort aan te bieden, geeft de uitgang (C) van deze XOR poort direct een indicatie over de toestand van de Op-Amp.

  • Is de Op-Amp goed dan brand de Gele Led
  • Is de Op-Amp defect met een open uitgang dan brand de Rode Led
  • Is de Op-Amp defect met kortgesloten uitgang dan branden de Gele Led en Rode Led beurtelings

Op de print van de geleverde tester is bovenstaand schema (niet 100%, een paar extra en andere onderdelen) 3 keer uitgevoerd, zodat er naast Single (Mono) Op-Amps ook Dual Op-Amps kunnen worden getest.

https://www.uploadarchief.net:443/files/download/op%20amp%20tester%20pcb.jpg

Door de gekozen opzet is het ook mogelijk de snelheid (Slewrate) in te schatten. Als bijvoorbeeld een uA741 als test object wordt gebruikt, dan zijn er heel korte Rode flitsjes zichtbaar terwijl de Gele Led continue brand.

Dit is goed te verklaren als de signalen A (Gele trace) en B (Blauwe trace) op worden bekeken:

https://www.uploadarchief.net:443/files/download/xor%20input%20pin%201(y)%20and%202(b).png

Hier is zien dat de uitgang van de Op-Amp (Blauwe trace) 'netjes' inverteert t.o.v. het aangeboden signaal (Gele trace). Natuurlijk zijn de 0 en 1 waarden niet gelijk aan de voedingsspanningen omdat de uA741 geen R2R Op-Amp is.

Als echter flink ingezoomd worden dan is de Slewrate te zien:
https://www.uploadarchief.net:443/files/download/xor%20input%20pin%201(y)%20and%202(b)%20zoom2.png

De uitgang van de Op-Amp stijgt lang niet zo snel als het aangeboden signaal. Op bovenstaand plaatje is te ongeveer 4.1V per 9,2µS wat neer komt op een Slewrate van 0,44V/µS. In de datasheet van de uA741 staat dat de Slewrate ongeveer 0,5V/µS is en dat klopt dus aardig gezien ik voor de meting niet echt mijn best heb gedaan hem zo precies mogelijk te bepalen.

De uitgang van de XOR levert dus kleine pulsjes:
https://www.uploadarchief.net:443/files/download/xor%20output%20pin%203.png

Die zichtbaar worden gemaakt als korte Rode flitsjes door de Rode Led.

Als de te testen Op-Amp wordt vervangen door een TL081 (o.i.d) dan zijn deze flitsjes niet zichtbaar.

Bovenstaande manier van testen maakt deze tester als Go /NoGo tester interessant die dus ook langzame van snelle Op-Amps kan onderscheiden.

Misschien dat iemand weet waar het originele schema vandaan komt, want dat lijkt me gezien de tekenwijze niet uit China afkomstig maar 'geleend'.

O ja, gedurende de test was mijn voedingsspanning 9V en zit er op de print een schottky diode in serie met de voeding en R2 is 47Ω. Op de print staat 12V maar 9V is ook prima als er een uA741 of MC1458 wordt getest en er loopt ongeveer 40mA stroom.

They say attention is a shovel. It's time to dig 'em out.
bprosman

Golden Member

Aan de tekenwijze te zien iets uit een Amerikaans tijdschrift.

De jongere generatie loopt veel te vaak zijn PIC achterna.
flash2b

Special Member

De tekenwijze van de poorten (IC1, IC2) en de elco (C1) ziet er niet Amerikaans uit. De weerstanden wel met zo'n zigzag.

Mij kwam het Duits over maar ik kan er naast zitten.

Het zou ook uit een e.o.a. data sheet kunnen komen.

De + en de - in de Op-Amp heb ik trouwens zelf toegevoegd in het schema.

They say attention is a shovel. It's time to dig 'em out.

Maar dan zou het schema pre-jaren80 zijn, want de logische elementen hadden dan toch ISO zullen zijn? IK verdenk de duitsers er van om heel snel zo'n standaard tot op de letter te volgen....

(in 1986 kreeg ik op de TUD de nieuwe ISO symbolen. Ik dacht toen dat die al een decennium oud waren, maar gezien het fanatisme waarmee die gepropageerd werden kan het zijn dat ze toch jonger waren).

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
flash2b

Special Member

Jammer dat niemand de tekenwijze heeft kunnen terug traceren naar de mogelijke herkomst.

Er worden op de bekende Chinese sites wel vaker bouwpakketten of modules aangeboden die zijn gebaseerd op een internet ontwerp dat is geleend.

Ook jammer dat er zich niemand heeft afgevraagd dat flitsjes van 5µS zichtbaar worden gemaakt.

They say attention is a shovel. It's time to dig 'em out.
blackdog

Golden Member

Hi flash2b

Je zal verbaasd zijn hoe kort een pulsje kan zijn zodat je het nog net ziet bij een een hoge stroom en bij gevoelige LED"s.
Je LED weerstand is maar 100Ω en en flink deel van de LEDstroom begrensing is de Ri van de CD4030.

Groet,
Bram

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.
flash2b

Special Member

Bingo ! (al hoewel je de CD4093 zal bedoelen, maar dat vergeef ik je :) )

Inderdaad ik zat me ook te verbazen van 100Ω in serie met elke Led. Het stroom verbruik is, ook zonder Op-Amp, hoog rond de 40mA !.

Ik ga dus wat experimenteren met andere ledjes en andere voorschakel weerstanden eerst met mijn functie generator.

They say attention is a shovel. It's time to dig 'em out.

Deze OPAMP tester is erg functioneel en eenvoudig te maken. Uiteraard geschikt voor de "standaard" OPAMP aansluitingen zoals de NE5534, uA741 enz.

MDA. Dhr. Verstraten.

Op 15 maart 2021 12:35:47 schreef flash2b:
Inderdaad ik zat me ook te verbazen van 100Ω in serie met elke Led. Het stroom verbruik is, ook zonder Op-Amp, hoog rond de 40mA !.

Is veel te hoog.
Wat is de temperatuur van de 4093 en de 4030? Wat is de spanning tussen Vdd en Vss. Vss lijkt te zweven. Zijn alle ongebruikte ingangen van de 4030 ergens (VSS of Vdd) op aangesloten? 100Ω is veel te laag. Maak daar maar 1kΩ van. Met moderne leds moet dat gemakkelijk kunnen. Overigens, lichtpulsjes van 10µS kan je prima zien. Met moderne leds moet dat zeker lukken. De 'spanningsstabilisator-splitter' gebruikt overigens niet meer dan 4mA. Lijkt net alsof het schema vol fouten zit.

flash2b

Special Member

Dank voor je reactie, ohm pi.

De print bevat 3x 4093 en 1x 4030. Het schema gebruikt 1x 4093 en ¼x 4030 voor één tester. Omdat het schema 3x is uitgevoerd wordt ¾ van de 4033 gebruikt. Van de ongebruikte XOR poort (IC2b) zitten de ingangen aan de Vss.

De Vss is de negatieve kant van de batterij in het schema. Het virtuele nul punt met de zener diodes wordt alleen voor de + ingang van de te testen Op-Amp gebruikt. Dat wordt gedaan omdat een normale niet R2R Op-Amp niet naar hard '0' en 'Vdd' kan schakelen. Dat hadden ze ook met 2 gelijke weerstanden kunnen doen, mits de batterij spanning niet te veel zakt.

Bovendien zijn de zeners op de print 4.7V en is R2 47Ω met een serie schottky diode als ompool beveiliging. Ook melde ik al dat ik maar 9V gebruik en niet de 12V die op de print staat.

Het schema zit dus niet vol fouten, maar er zijn keuzes gemaakt. Vandaar dat ik op zoek was naar het originele artikel.

Aangezien er altijd 3 Leds zullen branden, met of zonder DUT, kan het stroom verbruik alleen naar beneden als R3 en R5 worden verhoogd. Ze hadden ook de kathodes van beide Leds aan elkaar via één weerstand naar Vss kunnen knopen om per kanaal één weerstand te besparen omdat er toch maar een Led per kanaal kan branden. Kon de Chinees die de print maakte weer wat besparen. :)

Het is nu een beetje te laat, maar ik ga zeker het stroom verbruik naar beneden brengen met andere Leds en weerstanden maar ik wil de flitsjes kunnen blijven zien. Ik zal daar nog op terugkomen.

Ik zal de stroom door de Led meten, maar denk dat die begrenst wordt door de Imax van IC1d.

Edit:
4033 moest natuurlijk 4030 zijn !

They say attention is a shovel. It's time to dig 'em out.

Ik zie nu dat er 3 x 4093 in de tester zit. Dat betekent dat elke 4093 ruim 10mA trekt. Je hebt dus sterke 4093's in je tester zitten. In mijn belevingswereld kunnen ze maar maximaal een paar mA aan.
Overigens heb jij in je tester een 4030 zitten ipv een 4033. Een 4033 is een CMOS Decade Counter/Divider (16 pootjes). Een 4030 is een 4 x 2 inputs XOR (exclusive OR) gates. (14 pootjes).
Je kan ook de spanning over R2 meten. Dan weet je in ieder geval hoeveel stroom de 'spanningsstabilisator-splitter' gebruikt.

Bovendien zijn de zeners op de print 4.7V en is R2 47Ω met een serie schottky diode als ompool beveiliging. Ook melde ik al dat ik maar 9V gebruik...

Ziet er toch eng uit. De som van de twee zenerspanningen is hoger dan 9V. Er loopt dus bijna geen stroom door de zeners. De spanning van het virtuele nul punt van de zener diodes tov Vss wordt nogal onzeker.

flash2b

Special Member

Sorry voor de typefout, maar 4033 moest natuurlijk 4030 zijn. Dit is ook op de foto van mijn print te zien.

Het nul punt tussen de zener diodes heb ik gemeten en ligt aan de halve voeding spanning die ik meet over beide.

Ik heb deze tester kant en klaar ontvangen, het was geen kit en zodoende kon ik de onderdelen niet individueel testen om te bepalen wat er gemonteerd is. De ICs zitten allemaal in voetjes, dus ik kan heel makkelijk meten.

De tester werkt goed daar is geen probleem, ik wel alleen het stroom verbruik naar beneden hebben met zichtbare flitsjes voor de slewrate.

Vandaag heb ik echter geen tijd om eraan te meten, misschien morgen.

They say attention is a shovel. It's time to dig 'em out.

Op 15 maart 2021 11:44:25 schreef flash2b:
Ook jammer dat er zich niemand heeft afgevraagd dat flitsjes van 5µS zichtbaar worden gemaakt.

Dat vraag ik me helemaal niet af.

Eind jaren tachtig had ik een insteek kaart voor m'n PC gemaakt die een berg outputs kon aansturen. Een zwik statusleds op aangesloten. Omdat ik schuifregisters zonder latch had gebruikt kwamen de andere bitjes altijd "even" langs als ik een nieuwe waarde d'r in wilde zetten.... Blijkt dat je pulsjes van 1 microseconde prima kan zien in het donker.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Ha flash2b,

Draadje gemist :+ even meegelezen je stelt een aantal vragen... de eerste ik denk uit practical electronics ergens jaren 70.
De tekenwijze welke ze aan de overkant van het kanaal hanteren is een zig-zag weerstand symbool maar dan weer wel een voor ons bekend condensator symbool.
Welk nummer tja ga dat maar eens uitzoeken het ontwerp is daarvoor niet echt spectaculair genoeg overigens met een kleine uitbreiding van een paar diodes kan je er transistoren in circuit mee testen ;)

Voor wat de symbolen betreft kan ik allen als fout ontdekken dat er in de 4093 geen venster staat getekend dit is een " 2-input NAND gate with Schmitt-trigger action on both inputs "

De voedingsspanning daarvoor zou ik toch 12 V nemen zie opmerking @ohm pi .
Bijna elke poort wordt gebruikt dan is voor een dubbele tester incl. D.U.T. 40 mA niet echt overdreven !

De zichtbaarheid van de L.E.D. een enkele puls van 5 µs kunnen wij niet zien de verwerking duurt te lang tussen de oren :z
Ik denk dat voor jonge gezonden mensen 500 Hz het maximum is, dit is 2 ms dat kan ik al niet meer volgen....
Het gaat hier om het herhaling effect hierdoor is de licht opbrengst voldoende voor waarneming ( het tegenover gestelde van stroboscopisch effect ) dus eigenlijk over de tijd genomen manipuleer je de puls breedte ! dit foto/elektrisch geheugen effect van de mens ( als je naar een object geconsenteerd kijkt en daar na je ogen sluit kan je het object nog zien ) it's a kind of magic....

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
fred101

Golden Member

Als ik tijd heb zal ik hem ook eens maken. Mijn huidige diy IC tester kan ook opamps aan. Die werkt heel simpel, gewoon een versterker met Vcc via potmeter op de ingang, ledje op de uitgang. Aan de potmeter draaien en ledje gaat van uit tot maximaal fel.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur en maritieme en industriele PCBs

Ha fred101,

Wauw dat is veel werk geweest :P hoe snel mag je Op amp zijn die je nog kan testen ?
Kijk de tester van @flash2b is een bruikbare tester voor toendertijd µA 741 enz voor snellere Op amp zou je de klok kunnen verhogen naar 10 kHz ( meer flankjes in de zelfde tijd ) :D

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
flash2b

Special Member

Op 16 maart 2021 10:25:53 schreef electron920:
De zichtbaarheid van de L.E.D. een enkele puls van 5 µs kunnen wij niet zien de verwerking duurt te lang tussen de oren :z
Ik denk dat voor jonge gezonden mensen 500 Hz het maximum is, dit is 2 ms dat kan ik al niet meer volgen....
Het gaat hier om het herhaling effect hierdoor is de licht opbrengst voldoende voor waarneming ( het tegenover gestelde van stroboscopisch effect ) dus eigenlijk over de tijd genomen manipuleer je de puls breedte ! dit foto/elektrisch geheugen effect van de mens ( als je naar een object geconsenteerd kijkt en daar na je ogen sluit kan je het object nog zien ) it's a kind of magic....

Dank voor dit, ik was erg verbaasd dat ik 5µS kon zien, maar ik had wel door dat het niet regelmatige knipperingen waren.

De klok snelheid verhogen vind ik ook een goede suggestie, maar 10KHz vind ik een beetje te snel, ook dat zal de lichtopbrengst van de flitsjes verbeteren, met een schakelaar zou je dan ook kunnen switchen.

They say attention is a shovel. It's time to dig 'em out.
fred101

Golden Member

Op 16 maart 2021 11:41:19 schreef electron920:
Ha fred101,

Wauw dat is veel werk geweest :P hoe snel mag je Op amp zijn die je nog kan testen ?

De gewone test is met DC, ik hoef niet te weten of een opamp geschikt is, ik wil weten of hij goed is of kapot. Maar mocht ik meer willen weten dan zitten er 2 BNC connectors op waarop ik een FG kan aansluiten.

Ik gebruik dit ding voor van alles. Het idee is afgekeken van de buizen tester. Zodra ik een IC moet testen zoek ik mbv de datasheet uit hoe en dan maak ik een papier waarop staat welke schakelaar positie elke pin moet hebben en de manier van testen. Die gaat in een map voor de volgende keer.

Om digitale ICs (en/of) met meer dan 16 poten te testen ben ik met een nieuwe bezig. Dat wordt een programmeerbare versie, tenminste als de bestelde MaxiMite "home-computer" nog een keer komt.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur en maritieme en industriele PCBs

Op 16 maart 2021 10:25:53 schreef electron920:
De zichtbaarheid van de L.E.D. een enkele puls van 5 µs kunnen wij niet zien de verwerking duurt te lang tussen de oren .

Ik weet zeker dat je een losse 5 µS-puls kunt zien.

fred101

Golden Member

Sommige mensen zien het flikkeren van een TL buis, de meeste zien dat niet maar ik denk niet dat dat ook betekent dat we kortere pulsjes met een zelfde of tragere frequentie niet kunnen zien. En helemaal geen idee over 1 enkele puls. Zal ook wel afhangen van de lichtsterkte. Ik zie vrij goed in het donker maar ik krijg zo'n pijn in mijn ogen als ik op een zonnige dag geen zonnebril draag, dat ik ze niet eens open kan houden. Zelfs een gewone zonnebril helpt dan niet. (Mijn fijnste zonnebril is de donkerste die ik kon vinden (bedoeld voor hoog in de bergen in de sneeuw, de categorie waarmee je geen auto mag rijden)

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur en maritieme en industriele PCBs

Ha ohm pi,

Nee dat zie je niet maar ik zou zeggen neem de proef op de som en geef een single shot van 5 µs :D je mag blij zijn als je 2 ms kan zien dat is 500 Hz bij 50 Hz 20 ms zie je de lamp al niet meer aan/uit gaan !

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
flash2b

Special Member

Ik heb even snel de updates in het originele schema gemaakt zodat het correspondeert met wat er op het PCB is gemonteerd.

Let op dit is maar één kanaal voor de Single (Mono) Op-Amp. Extra zitten er nog 2* 100nF over de 4093 die niet in het schema staan.

https://www.uploadarchief.net:443/files/download/op%20amp%20tester%20schematic%20mod.jpg

Op 12V loopt er 15mA door rode of gele Led, dus begrenst wat de 4093 kan leveren wat niet erg netjes is :(

They say attention is a shovel. It's time to dig 'em out.

Op 16 maart 2021 13:36:06 schreef ohm pi:
[...]Ik weet zeker dat je een losse 5 µS-puls kunt zien.

Op 16 maart 2021 13:57:43 schreef electron920:
Ha ohm pi,

Nee dat zie je niet.....

Groet,
Henk.

Ik ga het misschien eens uittesten.

Ha ohm pi,

Je heb daar zeker de apparatuur voor.... een puls generator met instelbare verhouding en een normale stijgtijd is voldoende.
Als je maar voldoende elektrische stroom kan leveren voor je LED tijdens het positieve gedeelte van de puls.
De stijgtijd van de puls is niet kritisch door de combinatie van de LED en de weerstand heeft deze een tijdsconstante en zal worden opgeladen volgens τ = R ∗ C de capaciteit van de LED wel even meten deze wordt bijna nooit opgegeven :(

Een nuance in de begripsvorming voor wat ik aangaf aan/uit is iets anders als het waarnemen van een intensiteit verandering !
Een ander punt is de gevoeligheid de hardware ( ons oog ) die is instaat om een enkele foton te detecteren alleen wordt door de software dit geblokkeerd/uitgefilterd we doen er dus niets mee een laagdoorlaat anders zouden we iets zien met ruis :o

En we kunnen best wel snel iets onthouden/terugroepen zeg maar 20 ms is voldoende om een heel scherm te onthouden :)

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.