Устройство для измерения параметров операционных усилителей

 

Изобретение относится к конт рольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля параметров операционных усилителей - входного тока, напряжения смещения, коэф. усиления и др. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повьшение производительности труда - достигается путем непосредственного отсчета ве-- личины измеряемого параметра и исключения его зависимости от воздействия напряжения во всем диапазоне измерений . Устройство содержит операционный усилитель (ОУ) 1, программируемые источники питания 2 и 3, источник напряжения 4, Датчик управляющих кодов 5., элементы коммутации 6-11, ОУ 12 и 15, злемент памяти 13, программируемый магазин сопротивлений 14, измеритель напряжений 16, преобразователь 17, резисторы. 1 ил. i а. с to 1C 05 О5 О5 4ik

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5)) 4 С 01 К 31/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3800453/24-21 (22) 28.09.84 (46) 23.04.86. Бюл. У 15 (72) В.И.Синчук, П,П.Тарвид, В.В.Терпигорьев и В.С.Базанов (53) 621.396(088.8) (56) Очков А.С, Шуваева M.À. Измерение электрических параметров операционных усилителей в автоматизированных системах контроля. — Электронная техника, сер. 8, вып, 5 (3), 1980, с. 123-128.

Аналоговые интегральные схемы. /

Под ред. Дж.Коннеми, пер. с английского. — N.: Мир, 1977, с. 232. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может

SU„„1226364 А быть использовано для измерения и контроля параметров операционных усилителей — входного тока, напряжения смещения, коэф. усиления и др. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение производительности труда - достигается путем непосредственного отсчета ве- ° личины измеряемого параметра и исключения его зависимости от воздействия напряжения во всем диапазоне измерений. Устройство содержит операционный усилитель (ОУ) 1, программируемые источники питания 2 и 3, источник напряжения 4, датчик управляющих кодов 5, элементы коммутации 6-11, ОУ 12 и 15, элемент памяти 13, программируемый магазин сопротивлений

14, измеритель напряжений 16, преобразователь 17, резисгоры. 1 ил.

1 12263

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля параметров операционных усилителей: Bxo+Hopo тока (6„ ), на- 5 пряжения смещения (U Ä ), коэффициента. усиления (К ) и др.

Цель изобретения — повышение производительности труда и расширение функциональных воэможностей устройства.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство для измерения параметров операционного усилителя 1 содер" жит первый 2 и второй 3 программируемые источники питания, программируемый источник 4 напряжения воздействия, задатчик 5 управляющих кодов, 20 пятый 6, третий 7, первый 8, четвертый 9, второй 10 и шестой 11 элементы коммутации, первый операционный усилитель 12, элемент 13 аналоговой памяти, программируемый магазйн 14

25 сопротивлений, второй операционный усилитель 15, измеритель 16 напряжения (например, цифровой вольтметр), преобразователь 17, четвертый 18, пятый 19, третий 20, седьмой 21, восьмой 22, шестой 23, первый 24, второй 25 и девятый 26 резисторы.

Первый операционный усилитель (ОУ)

12 соединен с инвертирующим входом с общей шиной устройства, неинвертирующим входом через первый резистор З5

24 — с клеммой для подключения выхода измеряемого ОУ 1, через второй резистор 25 — с первым выводом переключающего контакта первого элемента 8 коммутации, второй и третий выводы которого соединены соответственно с общей шиной устройства и с первым выходом программируемого источника 4 напряжения воздействия, второй и третий выходы которого сое- 15 динены соответственно с входами первого и второго программируемых источников питания, выходы которых соединены соответственно с клеммами для подключения первого и второго 5О выводов питания измеряемого ОУ 1, вход программируемого источника 4 напряжения воздействия соединен с первым выходом задатчика 5 управляющих кодов, выход первого ОУ 1? соединен через второй элемент 10 коммутации с входом элемента 13 аналоговой памяти, через третий резистор

U R

2.. 2ь ° (1)

=R, +К, к„

R + R

-Д--=--Л (2)

B. с

U — напряжение на выходе

ОУ 12; и К вЂ” сопротивления резистор ров 18 и 20 соответОсм

К, где ственно.

Напряжение 0, = К, U,„ поступает с выхода ОУ 12 на элемент 13 и запоминается с инвертированием, одновременно оно подается через резистор 26, 64 2

20 — с первым выводом четвертого ре= зистора 18, соединенного вторым выводом с общей шиной устройства и с первым выводом пятого резистора 19, соединенного вторым выводом через параллельно включенные третий элемент 7 коммутации и шестой резистор

23 с клеммой для подключения неин вертирующего входа измеряемого ОУ

1,, а через последовательно соединенные седьмой резистор 21 и четвертый элемент 9 коммутации — с выходом элемента 13 аналоговой памяти, клемма для подключения инвертирующего вхо" да измеряемого ОУ 1 соединена через параллельно включенные восьмой резистор 22 и пятый элемент 6 коммутации с первым выводом четвертого резистора 18,, неинвертирующий вход второго ОУ 15 соединен с общей шиной устройства„ его выход через параллельно включенные преобразователь 17 и шестой элемент 11 коммутации — с входом измерителя 16 напряжения, инвертирующий вход через девятый резистор 26 — с выходом первого ОУ 12, а непосредственно — с вторым выводом программируемого магазина 14 сопротивлений, соединенного входами с вторыми выходами задатчика 5 управляющих кодов.

Устройство работает следующим образом.

Первым по порядку измеряемым параметром является напряжение смещения (U,„ ). Для измерения этого параметра замыкаются элементы 6, 7, 10 и 11 коммутации, остальные элементы коммутации разомкнуты, при этом через элемент 8 коммутации и резисторы 25 и 24 осуществляется привязка выходного напряжения (U„) ОУ 1 к нулю, а напряжение на его инвертирующем входе равно U,„ и определяется равенством

3 12

ОУ 15 и замкнутый элемент 11 коммутации на вход измерителя 16 напряжения.

Напряжение U„ на входе измерителя 16 напряжения определяется равенством

Нч = НР = К9 4 = К„К Зсм (3) где К вЂ” коэффициент передачи опера 2 ционного усилителя 15 с программируемым коэффициентом передачи, который устанавливается в зависимости от диапазона измерения кратным

10 путем задания управляющего кода на магазин 14 сопротивлений с задатчика 5.

При измерении электрических параметров ОУ 1: Ie„, К„ и др. выключается элемент 10 коммутации и замыкается элемент 9 коммутации, что обеспечивает подачу с элемента 13 аналоговой памяти через делитель из резисторов 21 и 19 напряжения смещения U на вход измеряемого ОУ 1, и благодаря этому измерение остальных параметров производится при сбалансированном ОУ 1.

Измерение параметров, определяемых при нулевом напряжении на выходе

ОУ 1, рассмотрим на примере измерения входного тока по инвертирующему входу (I ).

При измерении Т „ замыкаются элементы 7, 9 и 11 коммутации. Входной ток ОУ 1, протекающий по резистору

22, вызывает наг. .яжение смещения, которое компенсируется напряжением с выхода Pv 12, т.е.

"й — Ь RR5 1 * (4) где R — сопротивление резистора 22.

Напряжение (U ) на выходе ОУ 15

3 / определится, как Зз -П, К, - Т К К, К, (5) где К вЂ” коэффициент усиленйя OY 15.

Выбором сопротивления R резисто9 ра 22 и коэффициентов К, и К можно добиться соответствия между значениями измеряемого параметра и показаниями измерителя 16 напряжения.

Аналогичным образом измеряются электрические параметры, определяемые при нулевом выходном напряжении измеряемого ОУ 1, например входной ток по неинвертирующему входу, разность токов и др.

Измерение параметров, определяемых при заданном напряжении на выхо— де ОУ 1, рассмотрим на примере измерения коэффициента усиления К„. В

= U бо f °

К, U,, К UА

П 1 оД,, о (8)

25 К1 Ку

На ОУ 15 с программируемым коэффицентом передачи при измерении К„ с задатчика 5 подается цифровой код

А, соответствующий установленному напряжению воздействия (выходному напряжению измеряемого ОУ 1).

Коэффициент передачи К ОУ 15 с программируемым коэффициентом передачи, как видно из чертежа, определяется соотношением

К а4Л (9) э где К вЂ” суммарное сопротивление параллельно включенных в соответствии с указан40 ным кодом резисторов программируемого магазина

14 сопротивлений, К.в.ь (10) где R. — сопротивление резистора магазина 14, соответствующее единичному коду.

При измерении К„

К

AR

Величина напряжения U, определяется равенством

КUAK

K U

К AR ч 9

1 О а

КUR, (12)

55 К

Из равенства (12) следует, что напряжение на выходе ОУ 15 обратнопропорционально К„ и не зависит от уста26364 4 этом случае замыкаются элементы 6-9 коммутации. По коду задатчика 5 с программируемого источника 4 воздействия задается требуемое напряжение (Ц„ ) на выходе измеряемого ОУ 1.

Амплитуда этого напряжения определяется поступающим с задатчика 5 кодом го формуле

= A U, (6) где A — с гммарный цифровой код напряжения,воздействия;

U, — напряжение, соответствующее единице младшего разряда кода.

ОУ 12 автоматически задает на вход измеряемого ОУ 1 такое смещение, чтобы напряжение на его выходе (U„ ) быпо равно U9, Если сопротивление резистора 25 (R ) равно сопротивлечию резистора 26 (R ), то

K„U, (7)

1 откуда

1226364 новленного напряжения воздействия .

Напряжение U„ на выходе преобразователя 17 определяется соотноше- нием

П, = К„/V,, (13) где К вЂ” постоянный коэффициент, который задается параметрами преобразователя 17.

Из формуг, (12) и (13) имеем, что напряжение U, измеряемое измерителем

16, равно

11 Х 2.

K KR (14)

К,U,R, т.е. прямо пропорционально измеряемому коэффициенту- усиления К„.

Выбором коэффициентов К,, К и

К и номиналов К и R, сопротивлеУ ний резисторов в соотношении (14) можно добиться прямого соответствия между показаниями измерителя 16 напряжения и значениями измеряемого

К, а при использовании цифрового вольтметра в качестве измерителя 16 можно по его табло вести непосредственный отбой К„.

Аналогично ведется отсчет других параметров ОУ 1, нри измерении которых нормируется напряжение воздействия, например коэффициента ослабления синфазного сигнала (К ) и др.

Таким образом, за счет введения

ОУ 15, резистора 26 и магазина 14 сопротивлений обеспечивается воз- можность непосредственного отсчета величины измеряемого параметра ОУ 1 по шкале измерителя 16 напряжения, независимо от величины U . При е, . этом не требуется для определения величины па1 аметра выполнения,цополнительного пересчета по формуле с учетом значения U, как в извест8од ном устройстве, что существенно повышает производительность труда при измерениях.

Кроме того, за счет введения пре— образователя 17 обеспечивается исключение обратно пропорциональной зависимости напряжения на входе измерителя 16 напряжения от U и пре " hg вращение ее в прямо пропорциональную.

Это обеспечивает возможность отсчета по шкале измерителя 16 напряжения значений параметра практически во всем диапазоне значений П, в

Яoy,с 9 том числе и для значений П, близв . ких к нулю, что позволяет осуществ— лять снятие зависимости величины па10 жащее измеритель напряжения, первый

Раметра от U„ и расширяет таким об6с р разом функциональные возможност.т устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров операционных усилителей, содероперационный усилитель, соединенный инвертирующим входом с общей шиной устройства, неинвертирующим входом через первый резистор — с клеммой для подключения выхода измеряемого операционного усилителя, через второй резистор — с первым выводом переключающего контакта первого элемента коммутации, второй и третий выводы которого соединены соответственно с общей шиной устройства и с первым выходом программируемого источника напряжения воздействия, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входами первого и второго программируемых источников питания, выходы которых соединены соответственно с клеммами для подключения первого и второго выводов питания измеряемого операционного усилителя, вход программируемого источника напряжения воздействия соединен с первым выходом задатчика. управляющих кодов, выход первого операционного усилителя соединен через второй элемент коммутации с входом элемента аналоговой. памяти, через третий резистор — с первым выходом четвертого резистора, соединенного вторым выводом с общей шиной устройства.и с первым выводом пятого резистора, соединенного вторым выводом через параллельно включенные третий элемент коммутации и шестой резистор с клеммой для подключения инвертирующего входа измеряемого операционного усилителя, а через последовательно соединенные седьмой резистор и четвертый элемент коммутации — с выходом элемента аналоговой памя ги, клемма для подключения инвертирующего входа измеряемого операционного усилителя соединена через

1 параллельно включенные восьмой резистор и пятый элемент коммутации с первым выводом четвертого резистора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности труда за счет обеспечения возможнос1226364

Составитель В.Дворкин

Техред И.Попович

Корректор Л. Патай

Редактор Н.Яцола

-Заказ 2127/44

Тираж 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óêãîðîä, ул.Проектная, 4 ти непосредственного отсчета величины измеряемого параметра и расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения воэможности снятия зависимости измеряемого параметра от воздействующего напряжения практически во всем диапазоне значений, в него введены второй операционный усилитель, девятый резистор, преобразователь, программируемый магазин сопротивлений и шестой элемент коммутации, причем неинвертирующий вход второго операционного усилителя соединен с общей шиной устройства, его выход — непосредственно с первым выводом программиру,емого магазина сопротивлений, а че5 ..рез параллельно включенные преобразователь и шестой элемент коммутации — с входом измерителя напр женин, инвертирукиций вход через девятый резистор соединен с выходом первого

10 операционного усилителя, а непосредственно — с вторым выводом программируемого магазина сопротивлений соединенного входами с .вторыми выходами Iзадатчика управляющих

15 кодов .