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运放开环增益测试方法总结

2017-9-15 09:03:45  7056 运放 开环增益
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转帖:运放开环增益测试方法总结

通常运算放大器(简称运放)的开环增益(AOL)测试均采用辅助运放环路法来实现。由于该方法测试结果精确稳定,故作为通用放大器的首选测试线路。然而对于内置放大器的混合信号器件(非单片运放),若采用辅助运放环路法测试,则会使整体线路复杂化;另外,几乎所有的高速宽带放大器对辅助运放线路要求很高,需要进行额外的零点和极点补偿方能使环路稳定,调试起来非常麻烦。为简化测试线路并保证测试精度,许多IC生产商推荐采用单管测试线路,来完成运放AOL参数测试。

图1为运算放大器两种开环增益参数测试线路。直观上,单管增益测试线路明显简单,易于实现。对与辅助放大环路法如何测试增益参数,读者可参阅国标或相关文献,本文不再赘述。

下面以ADI公司生产的高速宽带运算放大器AD843为例,对运放单管开环增益的测试方法及实现过程进行简单描述。AD843为34MHz带宽的高速电压型放大器,由于其高达220V/uS的压摆率和10pF的微弱容性负载驱动能力,一些早期的通用运算放大器自动测试设备无法对该器件的核心参数(失调电压和开环增益)进行稳定测试,具体表现为:被测器件(DUT)无法在测试环路中稳定,器件输出发生严重振荡,很难抑制;而将DUT放置到单管测试线路中,则器件工作非常稳定。

根据AD843S器件的Data-Sheet(图2)可知,测试AOL参数时器件输出需要由-10V变化到+10V,输出负载为500Ω。只要能准确测试出DUT输入端电压的变化量,即可根据公式F3.1计算出AOL。

根据图1可知,单管AOL参数测试线路是通过设置V3输入电压使VOUT电压达到DUT测试条件(需关闭K1继电器施加相应的输出负载RL),由于R2=R1=10kΩ,故V3输入电压和输出电压基本上是1:-1的反向关系;当VOUT稳定后,测试100*Vos测量点电压值(该值为DUT的失调电压Vos放大100倍)。

下面通过采用ti公司的TINA仿真软件和ADI公司AD843J器件spice来说明AOL参数的测试过程:


通过调节V3电源的输入电压使VOUT端的电压为-10V(即VOUT=-10V),此时测试点100*Vos端的电压为266.72mV,如图3所示。由于器件失调电压(Vos)的影响,此时V3电源的实际输入电压为10.8V。


通过调节V3电源的输入电压使VOUT端的电压为+10V(即VOUT=+10V),此时测试点100*Vos端的电压为133.07mV,如图4所示。由于器件失调电压(Vos)的影响,此时V3电源的实际输入电压为-9.6V。


由公式F3.1可计算出
AOL=⊿Vo/⊿Vi=20V*100)/(266.72mV-133.07mV)
=15V/mV,
与图2中的数据规范完全吻合。


另外通过单管测试线路,可以方便的测试运算放大器的失调电压(Vos)参数,如图5所示。同样需要注意的是,需要通过线性搜索的方法设置器件输出电压为0V,即VOUT=0V;为了保证测试精度,DUT的失调电压Vos被放大了100倍(R3/R5=99:1)。



可以看出,AD83J器件的失调电压(Vos)测试结果为2mV(199.89mV/100),与图2中的数据规范完全吻合。



需要说明的是,运放单管测试线路存在一个缺点。即,由于被测器件(DUT)输入失调电压的影响,V3电源的施加电压与器件实际的输出电压VOUT不能保持很好的1:-1的对应关系。从上面例子中可以看到,为了设置AD843J器件的输出电压VOUT=-10V,输入电源V3需要设定为+10.8V而不是+10V;但是这个问题很好解决,通过二元搜索或线性搜索的方法,可快速准确的确定输入电压。

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尹星 2017-9-16 14:11:17
谢谢支持的,谢谢支持
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尹星 2017-9-16 14:13:05
好资料,就是要分享的
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尹星 2017-9-16 14:14:34
偶也是灰常爱分享的,
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尹星 2017-9-16 14:15:45
建议大家一起来分享啊
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尹星 2017-9-16 14:17:28
很多的人可以受益的
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尹星 2017-9-16 14:18:52
一起行动起来哦啊,
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尹星 2017-9-16 14:20:16
自己也很有收获的哦,
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jsjxwzq@126.com 2017-9-16 16:54:49
多谢分享,多谢分享
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尹星 2017-9-17 13:53:58
是的吧啊,哈哈哈,
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尹星 2017-9-18 08:08:16
太客气了的啊哦,非常
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尹星 2017-9-18 08:12:22
偶是灰常爱分享的啊
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尹星 2017-9-18 08:18:07
建议大家一起来分享啊,
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尹星 2017-9-18 08:27:43
很多的人可以受益的啊
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尹星 2017-9-18 08:32:21
自己也会很有收获的,
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idianze 2017-9-18 13:44:25
很多的人可以受益的
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尹星 2017-9-19 08:09:35
太谢谢大家的支持了啊,
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尹星 2017-9-19 08:13:05
偶是灰常爱分享的哦
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尹星 2017-9-19 08:22:18
建议大家一起来分享
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尹星 2017-9-19 08:25:19
很多的人可以受益的啊
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