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使用采样保持技术实现运算放大器建立时间测定

作者:时间:2012-07-27来源:网络收藏

图 5 建立时间测量测试装置

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/186055.htm

例如,我们对100 ns的建立时间进行测量。假设波形生成器经过了编程,目的是不断输出50%占空比的方波,持续时间为200ns。标记最初被设定在波形生成器输出的降沿开端处。生成器持续工作(执行许多个周期),而S/H电路对其输出电压求积分,以获得一个稳定的DC值。之后,由DMM记录该值,然后测试工程师将标记移至下一个位置,重复前面的周期,直到记录完100 ns的数据为止。

图6显示了使用图5所示测试装置所得结果的波形图。为了获得建立时间误差波形,对DC误差进行补偿,并对输出进行输入标准化。图7显示了所得结果。
图 6 运算放大器输入和输出阶跃波形


局限性与挑战

需要时刻谨记的是,这里介绍的测试装置存在一些局限性。如果有疑问,设计人员应始终使用下列方程式:

I = CHOLD × dv/dt
使用该方程式时,应根据下列3个因素选择初始CHOLD的大小:
1、期间,OTA偏置电流会流入或者流出电容器,从而影响电压的准确性。
2、由于电容器会因偏置电流而出现压降,应根据测量应达到的误差百分比选择三角接线电压。
3、增量时间为电压保持的时间,不能长于要测量的计划建立时间。

例如,下列条件下CHOLD不能小于50 pF:OTA偏置电流为0.5 µA;欲达到1-VPP信号0.1%以下的误差;要测量的时长为100 ns。

其他考虑因素

时间的长短会极大影响测量结果。保持期间,采样电容器电压始终会偏离于预计DC值,因为OTA要求偏置电流。之后,电压被再调节回到采样期间的预计DC值。因此,读取S/H电路输出的DMM必需使用这种三角波形的平均值。图8描述了这种现象。要想减小这种误差,需最小化保持时间,并最大化电容器尺寸。记住,采样电容器越大,充电电荷积分获得稳定DC值所需的S/H周期(积分时间)也就越多。

图 7 运算放大器标准化稳定误差

图 8 采样电容器的充电漏泄



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