集成运放参数测试仪设计方案

图4-1-2 开环放大倍数测量原理图

（二）输入失调电压的测量
　　继电器状态：K1,K2接地，K3,K4接通，K5，K6接地。如图 4-2-1
　　K6接地，放大器U1的输出与放大器U2的同相端通过一电阻分压网络相连，而放大器U2的反相端接地。所以：根据输入失调电压的定义：
()

图4-2-1 输入失调电压测试原理图
(三)输入失调电流的测量
　　继电器状态：K1,K2接地，K3,K4断开，K5，K6接地。如图4-3-1
与上面相同有，所以有：



图4-3-1 输入失调电流测试原理图

(四)共模抑制比的测量
　　继电器状态：K1、K2接信号端，K3、K4闭合。K5,K6接地。如图4-4-1运放应对共模信号有很强的抑制能力。表征这种能力的参数叫共模抑制比，用kCMR表示。它定义为差模电压增益AvD和共模电压增益Avc之比，即kCMR=∣AvD/Avc∣。
　　测试原理如图35.5所示。由于RF>>RI，该闭环电路对差模信号的增益AvD= RF/RI。共模信号的增益AvC= （VO/VS)。因此，只要从电路上测出VO和VS，即可求出共模抑制比
KCMR=∣AvD/Avc∣= （RF/RI）o（VS/VO）
　　KCMR的大小往往与频率有关，同时也与输入信号大小和波形有关。测量的频率不宜太高，信号不宜太大。

图4-4-1 共模抑制比测量原理图

(五) -3dB带宽F0
　　继电器状态：K7断开，K4闭合，K2接信号端；被测放大器构成单位增益状态。K9接OUT1将单位增益状态的放大器信号输出。
-3dB带宽的测量，通过FPGA与外部锁相环对30MHz信号进行程控分频与倍频，产生高精确度的扫频信号，然后通过隔直电容加到被测放大器的同相输入端（放大器通过继电器切换接成单位增益组态），放大器的输出信号通过隔直电容加到有效值转换芯片的输入端。扫频信号从40kHz开始逐渐增大，同时通过AD检测有效值转换芯片的输出电压，当输出电压下降到原来的0.707倍时记下此时的频率值既是-3dB带宽截止频率。
(六)转换速率(SR)和上升时间的测量
　　脉冲响应时间包括上升时间，下降时间、延迟时间、和脉动时间等。测试电路仍然采用以上电路，继电器状态K7断开，K4闭合，K2接信号端；被测放大器构成单位增益状态。K9接OUT1将单位增益状态的放大器信号输出。读取响应时间方法如下图所示。其中tr为上升时间，tf为下降时间，td(r)为上升延迟时间，td(f)为下降延迟时间。在单片机的控制下，FPGA发出一阶跃信号，同时触发高速计数，通过一高速比较器检测放大器的输出状态，当上升到0.9Vdd时锁存计数值，同时触发中断，将计数值送给单片机。单片机根据此计数值和计数频率便可以计算出上升时间。

图4-6-1 Tr示意图

五、电路图及有关设计文件
（一）电源电路：
为了保证足够的电源供应，我们制作了一个有±5V、±12V、±15V、0~30V可调的电压源。 图5-1-1、图5-1-2是原理图

图5-1-1 电源电路