集成运放参数测量仪设计(编辑修改稿)

集成运放参数测量仪设计(编辑修改稿)内容摘要：

l u e = 0 x 3 7 ?k e y _ v a l u e = 0 x 2 F ?k e y _ v a l u e = 0 x 1 F ?启 动 输 入 失 调电 压 测 试启 动 输 入 失 调电 流 测 试启 动 差 模 开 环增 益 测 试启 动 交 流 共 模抑 制 比 测 试启 动 单 位 增 益带 宽 测 试启 动 自 动 循 环测 试启 动 A D 转 换启 动 A D 转 换启 动 A D 转 换启 动 A D 转 换启 动 A D 转 换启 动 A D 转 换转 换 为 输 入 失调 电 压 值转 换 为 输 入 失调 电 流 值转 换 为 交 流 差模 开 环 增 益 值转 换 为 交 流 共模 抑 制 比 值转 换 为 单 位 增益 带 宽 值启 动 A D 转 换YYYYYYNNNNN结 束N显 示显 示显 示显 示显 示显 示测 试 完 成。 测 试 完 成。 测 试 完 成。 测 试 完 成。 测 试 完 成。 测 试 完 成。 NNNNNNYYYYYY集成运放参数测试仪 第 14 页 共 38 页 时，进行交流共模抑制比测试；当检测到 key_value=0x2F 时，进行单位带宽增益测试。 测试完成后，返回等待，下一个键按下。 流程要用文字描述 3 系统各模块电路分析与论证 测量电路方 案选择 方案 1： 采用集成运放参数的定义设计测试电路。 采用集成运放参数的定义设计测试电路。 该方案原理简单，电路简洁，易于制作，但是容易自激，噪声比较大，会导致测试结果误差较大。 同时在测量失调电流时，采样电阻的阻值会大到数兆欧，因而容易在辅助运放的输出端引入很大的工频干扰。 按定义设计的电路测量差模开环增益时，因为开环电压增益通常很高，故要求输入电压很小 (几百微伏 )才能保证对输入信号线性放大。 但在小信号输入条件下测试时，易引入各种干扰，而且获得高质量的小信号也比较困难，所以该方案难以实现。 方案 2： 利用 823442GB 给出的电路，配合单片机采集控制系统进行参数测试。 以下对国家 823442GB 标准各参数测试原理图进行分析。 IOV 、 IOI 电参数测试原理与测试原理图 RR iR iRR 1R FK 1K 2R 2V V  OV L0V+V数 字 电 压 表（ 4 位 半 以 上 ）被 测 运 放 辅 助 运 放 图 IOV、I电参数测试原理图 (1)在 1K 、闭 2K 合时测得辅助运放的输出电压为 LOV。 设被测运放反相端电压为 V ，由辅助运放反馈到被测运放的反相端的电压为 39。 V ，被测运放同向输入端的电压为 V ，被测运放输出端电压为 OV ，被测运放的开环放大倍 数为 XA ，辅助运放的开环放大倍数为 OA。 被测运放输入端的输入失调电压为 IOV。 则有被测运放反向端输入电压为 IOVVV   39。 (31) 经过被测运放放大后的输出电压为 )( IOXO VVAV   ( 2) 集成运放参数测试仪 第 15 页 共 38 页 则 )39。 (21 221 2 IOOXO VVRR RAAVRR RV   3 3)经过第二级放大后输出电压为 )39。 (21 2 IOOXOLO VVRR RAAVAV   3 4)由辅助运放反馈到被测运放的反相端的电压为 LOFi i VRR RV 39。 3 5) 综上，辅助运 放的输出电压为 )(21 2 IOLOFi iOXLO VVRR RRR RAAV    IOOXLOFi iOX VRR RAAVRRRR RRAA 21 221 2  3 6) 则输入失调电压为    LOOXLOOXFi iOXIO VRAA RRVRAA RRRRRR RRAAV 22122121 2  又。 XA 、 OA 比较大，取 21 RR 时 LOFi iIO VRR RV  (3 8) （ 2）、在已测出输入失调电压 IOV 的后，断开 1K 、 2K ，测得辅助运放的输出电压为 1LV 由式(3 8)可知，LOFi iIO VRR RV ，取 LOFi iLOFi iIO VRR RVRR RV  || (3 9) 则此时辅助运放的输出电压为 iFiIOIOL R RRRIVV  )(1 iFiIOLOFii R RRRIVRR R  )( (3 10) 则测得被测运放的输入失调电流为：RVVRR RI LOLFi iIO  1 ( 11) 集成运放参数测试仪 第 16 页 共 38 页 VDA 电参数的测试原理与测试原理图 R iR iR 1R FR FR 2数 字 示 波 器被 测 运 放 辅 助 运 放R L信 号 源SVV OV +VBV L0V 图 VDA 电参数测试原理图 设信号源的输出电压峰峰值为 SV ，被测运放和辅助运放的开环放大倍数分别为 XA 、 OA ，被测运放反向输入端电压为 V ，被测运放的输出电压为OV ，辅助运放同向输入端电压为 V。 由图 可知，被测运放输出电压为  VAV XO ( 12) 由叠加原理可知 V 由信号源 SV 与被测运放输出电压OV 共同决定。 当只有 OV 作用时等效电路如 图 ，辅助运放同向输入端电压 )(39。 211RR RVV O  ，当 21 RR  时则此时辅助运放向输入端电压为： 239。 OVV (3 13) 图 为 OV 单独作用 时的 等效 电路 图。 图 当只有信号源 SV 作用时 ， 等效电路如图。 图 为 单独作用等效 电路 图。 则 SL VRRR RV  21 2 在设计中取 LRRR  21 ，此时有 2 SVV  (3 14) 则辅助运放同向输入端电压为 图 R LR 1R 2OV VR 1R 2R LV集成运放参数测试仪 第 17 页 共 38 页 2239。   VAVVVVVV XSSO (3 15) 辅助运放输出端电压 2   VAVAVAV XSOOLO ( 16) 被测运放反相端输入电压为LOFi i VRR RV  (3 17) 由式(3 16)和(3 17)得OLOSX AVVVA 2 ( 18) 被测运放交流差模开环放大倍数为LOiFiOLOSX VR RRAVVA  )2( OiFiiFiLOS AR RRR RRVV )(2  (3 19) 由于辅助运放放大倍数 )60(1000 dBAO  ，所以(3 19)中 02 OLOAV 故被测运放的开环放大倍数为iFiLOSX R RRVVA  (3 20) 即 dBR RRVVA i FiLOSVD )lg (20  ( 21) CMRK 电参数的测试原理与测试原理 R iR iR 1R FR FR 2数 字 示 波 器被 测 运 放 辅 助 运 放R L信 号 源SL0V  OV +V L0V 图 CMRK 电参数测试原理图 设信号源输出电压峰峰值为 SV ，测得辅助运放的输出电压峰峰值为 LOV ，被测运放的共模放大倍数为 CA ，被测运放的差模放大倍数为 XA ，辅助运放的开环放大倍数为 OA ，设信号源 SV 作用时被测运放的输出电压为 39。 LOV ， LOV 反馈到辅助运放的信号 39。 LV 作用时辅助运放的输出电压为 0LV。 辅助运放实际输出总电压为： 39。 LOLOLO VVV  (3 22) 其中2 OXFi iLOLO AARR RVV  239。 OCSLO AAVV  23) 集成运放参数测试仪 第 18 页 共 38 页 则有：FiiLOXOSCOLOLOLO RR RVAAVAAVVV  212139。 (3 24) 即：CSXFi iOLO AVARR RAV  )2( 3 25) 因为 )60(1000 dBAO  故式(3 25)可化简为： iFiLOSCX R RRVVAA  (3 26)所以，内侧运放的共模抑制比为： )lg(20iFiLOSC M R R RRVVK  ( 27) GBW 电参数的测试原理与测试原理图 设该 电路信号源初始输出信号峰峰值为 SV ，频率 KHzf 400  时被测运放的输出信号为SiFO VRRV  (3 28) 在 不 改 变 信 号 源 幅 值 的 情 况 下 改 变 信 号 的 频 率 ， 使 输 出 为 :OO VV 2239。  (3 29) 测得此时信号源的频率为 Cf ，则被测运放的单位增益带宽为：CiFG fRRBW  (3 30) 这种测试框架结构简单，且 成功系数高，调试方便，成本低。 所以采用这种模式。 图 综上所述，本系统采用方案 2加上档位切换电路来实现测量部分电路。 在不同参数测量电路切换时，可以采用模拟开关和信号继电器两种方法来实现。 开关电路方案选择 方案 1： 实用手动开关进行功能切换。 手动开关是我们在生活中常见的一种开关，简单实用。 在电子系统中则显得耗时、费力，使用不变。 该系统。