Устройство измерения времени установления выходного напряжения операционных усилителей

ВРЕМЕРЯЖЕи длята,езисГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1Микросхемы интегральные,Метод измерения времени установлениявыходного напряжения операционныхусилителей. ОСТ 11,073,917,2. Достал И. Операционные усилители, М., "Мир", 1982 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯНИ УСТАНОВЛЕНИЯ ВЪХОДНОГО НАПНИЯ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ, содержащее генератор импульсов, выход которого соединен с одной клеммб"подключения исследуемого объекрезистивный делитель из двух рторов, один вывод которого соединенс другой клеммой для подключения исследуемого объекта, измерительный усилитель, вход которого подключенк среднему выводу резистивного делителя, ограничивающие диоды, включенные между тем же выводом и общейшиной, блок измерения временного интервала, вход которого подключен квыходу измерительного усилителя,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности измеренияй помехозащищенности, в него введеныреверсивный счетчик, цифрово-аналоговый преобразователь и компаратор напряжения, выход ,змерительного усилителя подключен к входу компаратора напряжения, выход которого подклю -чен к входу управления режимом работыреверсивного счетчика,синхровход которого соединен с дополнительным выходомгенератора импульсов, а информационные выходы - с входами цифро-аналогового преобразователя, выход которого соединен с вторым выводом резистивного делителя,Изобретение относится к электрон- ной технике и может быть использовано в аппаратуре контроля и измерений параметров операционных усилителей ОУ) .5Известно устройство измерения времени установления выходного напряжения ОУ, содержащее генератор импульсов, выход которого через резистор соединен с инвертирующим 10 входом исследуемого ОУ или непосред" ственно с неинвертирующим входом ОУ, интегратор, вход которого соединен через электронный ключ и диференцирующее устройство с выходом исследуемого ОУ и через резистор и электронный ключ с выходом источника опорного напряжения, устройство формирования импульсов коммутации электронных ключей с управляемой длитель ностью импульсов, вход управления которого саединен с выходом интегратора, а выход - с устройством измерения временных интервалов 1.Недостатком данного устройства 25 является большая погрешность измерения времени установления выходного напряжения. быстродействующих ОУ, определяемая инерционностью и коммутационными выбросами электронных ключей, инерционностью операционного усилителя, на основе которого строится интегратор. Наиболее близким к предлагаемому является устройство измерения време 35 ни установления выходного напряжения ОУ, работающего в режиме повторителя, содержащее генератор импульсов, соединенный с неинвертирующим40 входом исследуемого ОУ и через резистор с входом дополнительного инвертора, резистивный делитель, один вывод которого соединен с выходом исследуемого ОУ, а второй вывод -45 с выходом инвергора, измерительный усилитель, вход которого подключен к среднему выводу резистивного делителя, ограничивающие диоды, включенные между этим же выводом и общей шиной, измеритель временных интер 50 валов, подключенный к выходу измеря". тельного усилителя 121 .Недостатком этого устройства является погрешность, вносимая допол" 55 ннтельным инвертором, определяемая его динамическими свойствами и дрей" фом напряжения смещения. Цель изобретения - повышение точности измерения н помехозащищенности.Поставленная цель достигается тем, что в устройство измерЕния времени установления выходного напряжения операционных усилителей, содержащее генератор импульсов, выход которого соединен с одной клеммой для подключения исследуемого объекта, ре зистивный делитель из двух резисторов, один вывод которого соединен с другой клеммой для подключения исследуемого объекта, измерительный усилитель, вход которого подключен к среднему выводу резистивного делителя, ограничивающие диоды, включенные между тем же выводом и общей шиной, блок измерения временного интервала, вход которого подключен к выходу измерительного усилителя, введены реверсивный счетчик, цифра-аналоговый преобразователь и компаратор напряжения, выход измерительного усилителя подключен к входу компаратора напряжения, выход которого подключен к входу управления режимом работы реверсив" ного счетчика, синхровход которого соединен с дополнительным выходом генератора импульсов, а информационные выходы - с входами цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с вторым выводом резистивного делителя. Соединение выхода ЦАП с одним из выходов резистивного делителя обеспечивает устранение скачков напояжения со скоростью нарастания, превьппающей скорость нарастания выходного напряжения исследуемого Оу, что приводит к более благоприятным условиям работы измерительного усилителя, облегчающим у"гранение колебанииэвонана его выходе.н 111Подключение входа компаратора напряжения к выходу измерительного усилителя и его выхода к управляющему входу реверсивного сче.ч ка, соединенного с входами ЦАП обеспечивает Отслеживание урсвн 5 устано вившегося значения чт устоаняет влиг.Нне дрейФа напряжения смешения измерительного ОУ, исследуемого ОУ к разброс величин сопротивлений ре зистивного делителя. ВН 51 оченне синхровхода реверсивного сче;:.нка с до" полнительным ьхадо генератор пл,3 11268пульсов обеспечивает устранениевлияния Схемы следящего уравновешивания на процесс измерения за счеттого, что ". дополнительного выходагенератора Формируется серия импульсов, сдвинутая относительнофронта импульса, поступающего на входисследуемого усилителя, на величину, большую времени установления.Возможность изменения полярности 10напряжения на выходе ЦАП позволяетпроизводить измерение времени установления ОУ, работающего как в режимеповторителя, так и в режиме инвертора. 15На Фиг. 1 изображена электрическаяструктурная схема предлагаемого устройства; на Фиг. 2 - временные диаграмы, поясняющие работу устройства.Устройство состоит из генератора1 импульсов, выход которого соединен с инвертирующим входом исследуемого объекта - ОУ 2 (при работе врежиме инвертора 1 или с его неинвер"тирующим входомпри работе в режиме повторителя, выход ОУ 2 соединен с одним из выводов резистивногоделителя, состоящего иэ резисторов3 и 4, к среднему выводу резистивного делителя подключены измерительчый усилитель 5 и ограничивающиедиоды б и 7, вторые электроды которых подключены к общей шине, выходизмерительного усилителя 5 подключен к входу блока 8 измерения временного интервала и входу компаратора 935напряжения, выход которого соединенс входом Ч управления режимом работреверсивного счетчика 1 О, синхравходкоторого соединен с дополнительным40выходом генератора 1 импульсов, авыходы реверсивного счетчика 10соединены с входами цифро-аналогово-,го преобразователя 11, выход ЦАП 11соединен с вторым выводом резистора453 резистивного делителя,Устройство работает следующимобразом. Предварительно на выходе ЦАП 11 устачавливае тся напряжение, примерно равное установившейся величине выходного напряжения исследуемого ОУ 2 Ч. При нулевом напряжении на выходе исследуемого ОУ в средней точке а резистивного делителя установится напряжение Ч,1 , равное вью фходному напряжению ЦАП 11 для упрощения рассмотрения ограничиваю 98 4щее действие диодов не учитываются) .В момент С 1 .на выходе генератора 1формируется импульс, скорость нарастания напряжения на фронте которогонамного превышает скорость нараста, ния выходного напряжения ОУ, Подвоздействием этого сигнала на выходеОУ через время д устанавливаетсянапряжение Ч (Сс )=Ч 1, где Езаданная зона отклонейия от установившегося значения,Результат вычитания на резистивном делителе выходного напряженияОУ из величины напряжения - изменение напряжения на входе измерительного, усилителя - Ч (г) - показан наОвременной диаграмме. Через времяустановления й, напряжение равняется Ча("ст )=Е+6 УП где ЬЧ,1 включаетв себя погрешность первоначальнойустановки напряжения на выходеЦАП 11, напряжение смещения исследуемого усилителя, приращение напряжения, определяемое разбросом величин сопротивлений резисторов 3 и 4делителя, кроме того, сюда же следуетотнести величину напряжения смещенияизмерительного усилителя, проявлениекоторого яа его выходе можно привестик точке аЧерез интервал времени (С +С )С.иа2 1дополнительном входе генератораформируется пачка импульсов ЧЧдоввоздействующая на синхровод реверсивного счетчика.В зависимости от знака погрешностиАЧ и, соответственно, от состояниясигнала на выходе компаратора 9происходит приращение содержимогосчетчика или его уменьшение. Момент.равенства погрешности Ч нулю Фик 4сируется компаратором 9.Если количества импульсов пачкинедостаточно для полного уравновешивания за один такт то для этогоможет быть использовано несколькоизмерительных тактов. Дрейф напряже ния смещения таким образом постоянно отслеживается цифровой схемойуравновешивания, которая быстро может переводиться из режима следящего уравновешивания в режим хранечияи тем самым не влияет на динамические процессы, происходящие в исслс"дуемом усилителе в переходном режиме. Как следует из временных диаграмм,на входе измерительного усилите126898 торого может использоваться осциллограф или специальный измеритель.Предлагаемое устройство позволяетв 3-5 раз повысить точность измере ния по сравнению с серийно выпускаемым устройством 4 КПЛ 300-2, а также надежность измерений и универсальность применения,Составитель В. Антохинедактор М,Петрова Техред М.Гергель Корректор Н. Корол акаэ 868 35 Тираж 7 О ВНИИПИ Государственно по делам изобретени 113035, Москва, Ж, но илиал ППП Патент , г. Ужгороц, ул. Проектная ля в такте измерения отсутствует изменение напряжения с крутыми фронтами, присущими импульсам генератораимпульсов. Сосбственно время установления измеряется блоком 8 измерениявременного интервала, в качестве коПокомитета СССи открытийаушская наб.,