Устройство для измерения коэффициента усиления аналоговых микросхем

А И РЕТ СОЮЗ СОВЕ ТСКИ ХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕН) ЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Пензенский политехнический институт (72) Л.В,Каменев, А.И.Мартяшин, Н.В.Морозов и Б.В.Цыпин(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ АВЫХ МИКРОСХЕМ(57) Изобретение может быть использовано для измерения коэффициента усиления аналоговых микросхем, например при внутрисхемном параметрическом контроле и диагностике узлов электронной аппаратуры. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспеченияГТ 0 возможности измерения коэффициента усиления аналоговых микросхем, вмонтированных в схему, в которой сопротивления элементов, включенных между входами и выходом аналоговой микросхемы, больше предельно допустимого сопротивления нагрузки микросхемы, Устройство содержит источник 1 тестового сигнала, измеритель 2 напряжения, дифференциальный усилитель 3, контакты 4 - 7 - для подключения первого и второго входоь, выхода и общей шины соответственно. Выходное напряжение обьекта контроля через контакт б поступает на инвертирующий вход дифференциального усилителя и балансиру- ется по постоянному току. Измеритель 2 напряжения измеряет напряжение на выходе контролируемой микросхемы и по его значению вычисляется коэффициент усиления. 2 з.п, ф-лы, 2 ил,Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для измерения коэффициентаусиления аналоговых микросхем, в том числе вмонтированных в схему.Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей за счетобеспечения воэможности измерения коэффициента усиления аналоговых микросхем,вмонтированных в схему, в которой сопротивления элементов, включенных междувходами и выходом аналоговой микросхемы, больше предельно допустимого сопротивления нагрузки микросхемы.На фиг.1 представлена функциональнаясхема устройства для измерения коэффициента усиления аналоговых микросхем какневмонтированных, так и вмонтированныхв схему; на фиг.2 - дифференциальный усилитель в виде трансформатора,Устройство содержит источник 1 тестового сигнала, измеритель 2 напряжений,дифференциальный усилитель 3, первый 4,второй 5, третий 6 и четвертый 7 контактыдля подключения первого и второго входов,выхода и общей шины объекта 8 контролясоответственно, Обьект 8 контроля содержит вмонтированную контролируемую аналоговую микросхему 9 и первую10 и вторую 11 цепи, соединяющие входымикросхемы 9 с другими элементами объекта 8 контроля, третью 12 и четвертую 13цепи, соединяющие входы микросхемы 9 сее выходом, пятую 14 и шестую 15 цепи,соединяющие соответствующие входы ми,. -росхемы 9 с общей шиной.Выход источника 1 тестового сигналасоединен с первым входом дифференциального усилителя 3 и с первым входомизмерителя 2 напряжений. Второй вход измерителя 2 напряжений соединен с вторымвходом дифференциального усилителя 3,первый выход которого соединен с первым4, второй с вторым 5 контактами для подключения входов аналоговой микросхемы 9,а второй вход соединен с контактом 6 дляподключения выхода аналоговой микросхемы 9. Общая шина источника 1 тестовогосигнала соединена с общей шиной устройства и с контактом 7 для подключения кобщей шине схемы, в которой вмонтирована аналоговая микросхема 9.Дифференциальный усилитель 3 можетбыть выполнен в виде трансформатора 16 спервой 17, второй 18 и третьей 19 обмотками и конденсатора 20, причем первый выводпервой обмотки 17 соединен с первым входом дифференциального усилителя 3. Второй вывод первой обмотки 17 соединен спервым выводом второй обмотки 18 и об 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 щей шиной устройства, Второй вывод второй обмотки 18 соединен с вторым входом дифференциального усилителя 3, Первый вывод третьей обмотки 19 соединен с первым выходом дифференциального усилителя 3. Второй вывод третьей обмотки 19 через конденсатор 20 соединен с вторым выходом дифференциального усилителя 3,Устройство работает следующим образом,Источник 1 тестового сигнала вырабатывает переменное напряжение 01, При контроле аналоговой микросхемы 9, имеющей только один неинвертирующий вход, на ее вход подают напряжение через второй контакт 5 с неинвертирующего выхода дифференциального усилителя 3.При контроле аналоговой микросхемы 9, имеющей только один инвертирующий вход, на ее вход подают напряжение через первый контакт 4 с инвертирующего выхода дифференциального усилителя 3.При контроле аналоговой микросхемы 9, имеющей дифференциальный вход, ее инвертирующий и неинвертирующий входы соединены соответственно через первый 4 и второй 5 контакты с инвертирующим и неинвертирующим выходом дифференциального усилителя 3. Возможно также при этом соединение одного из входов контролируемой аналоговой микросхемы 9 с общей шиной устройства и четвертым контактом 7.Выходное напряжение аналоговой микросхемы 9 через третий контакт 6 поступает на второй (инвертирующий) вход дифференциального усилителя 3. Таким образом, контролируемая аналоговая микросхема 9 казывается охваченной отрицательной обратной связью по напряжению. Благодаря этому она автоматически балансируется по постоянному току, Измеритель 2 напряжений изме, яет выходное напряжение 01 источника 1 и выходное напряжение 09 контролируемой микросхемы 9.Причем09 = (О - 09) К 9 КЗ,где Кд - коэффициент усиления аналоговой микросхемы 9;Кз - коэффициент усиления дифференциального усилителя 3.Откуда искомый коэффициент усиления аналоговой микросхемы 901(01 09) КзПри Кд100 становится справедливым выражение 01 = Од, При этом можно использовать приближенную формулу дляВ этом случае достаточно измерить значение разности напряжений О - Од, которое при постоянном значении О; и Кзобратно пропорционально Кд, КоэффициентКз используется как масштабирулэщий множитель для разных пределов измерения, Причем при этом Кз1, что позволяе измерять разность 01 - 09 на уровне десятковмилливольт. При контроле аналоговой микросхемы 9, вмонтированной в объект8, малое выходное сопротивление дифференциального усилителя 3 шунтирует входмикросхемы 9 и сигналы объекта 8 на него не проходят, Тем самым влияние обьекта 8на работу устройства исключается, При выполнении дифференциальногоусилителя 3 в виде трансформатора (фиг,2)устройство работает следуюшим образом, Источник 1 тестового сигнала вырабатываетпеременное напряжение 01, прикладываемое к второй обмотке 18 трансформатора 16, и через него напряжение, снима мое с обмотки 19 через конденсатор 20, прикладывается между входами контролируемой аналоговой микросхемы 9. Выходное напряжение контролируемой аналоговой микросхемы 9 прикладывается через третий контакт 6 к первой обмотке 17, включенной встречно по отношению к обмотке 19 Таким образом контролируемая аналоговая микросхема 9 через трансформатор 16 оказывается охваченнои отрицательной обратной связью по напряжению, Выходное напряжение контролируемой аналоговои микросхемы 9 равно напряжению между ее входами, усиленному в Кд раз,Благодаря конденсатору 20 и изолированной обмотке 19 трансформатора 16 искл ючается возможность перегрузки контролируемой микросхемы 9 при Л 5 = О, например при включении контролируемой аналоговой микросхемы по схеме повторителя напряжения, Для переменных рабочих сигналов, генерируемых объектом 8 аллоды контролируемой аналоговой микросхемы 9 оказываются короткоэамкнутыми через малое сопротивление конденсатора 20 и обмотки 19 трансформатора 16, поэтому они не проходят на выход контролируемой аналоговой микросхемы 9 и не мешают работе схемы. Рабочие сигналы постоянного тока, генерируемые объектом 8, благодаря изолированной обмотке 19 трансформа гора 16 не мешают работе схемы, так как разорванаобратная связь по постоянному току. Измеритель 2 напряжений измеряет выходное напряжение О источника 1 и выходное напряжение Од контролируемой аналоговой микросхемы 9,Причем 09 = (О 1 - 09) К 16 К 9,где Кд - коэффициент усиления контролируемой аналоговой микросхемы 9;К 16 - коэффициент трансформации транс 5 форматора 16:У 1/19 УУ 19К 16 =В/18 Р/17где О/1 в, Р/19, О/17 - количество витков обмоток 18, 19 и 17 соответственно.10 Откуда искомый коэффициент усиленияконтролируемой микросхемы 909гО - О 9) К 16Формула изобретения1. Устройство для измерения коэффициента усиления аналоговых микросхем, содержащее источник тестового сигнала.дифференциальный усилитель, измерительнапряжений, первый и второй контакты дляподключения входов аналоговой микросхемы, контакт для подключения выхода аналоговой микросхемы, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения функциональныхвоэможностей за счет обеспечения воэможности измерения коэффициента усиленияаналоговых микросхем, вмонтированных всхему, в него введен контакт для подключения к общей шине схемы, в которую вмонтирована аналоговая микросхема, причемвыход источника тестового сигнала соединен с первым входом дифференциальногоусилителя и с первым входом измерителянапряжений, второй вход которого соединен с вторым входом дифференциальногоусилителя, первый выход которого соединен с первым, второй - с вторым контактамидля подключения входов аналоговой микросхемы, а второй вход соединен с контактомдля подключения выхода аналоговой микро 40 схемы, общая шина источника тестовогосигнала соединена с общей шиной устройства и с контактом для подключения к общейшине схемы, в которую вмонтирована аналоговая микросхема.45 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что парафазные выходы дифференциального усилителя изолированы от общейшины устройства и не связаны между собойпо постоянному току.3. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что дифференциальный усилительвыполнен в виде трансформатора с тремяобмотками и конденсатора, причем первыйвывод первой обмотки соединен с первымвходом дифференциального усилителя, второй вывод первой обмотки соединен с первым выводом второй обмотки и с общейшиной устройства, второй вывод второй обмотки соединен с вторым входом дифферен162 б 221 Составитель В. СавиновРедактор Н. Гунько Техред М.Моргентал Корректо Заказ 277 Тираж 422 Подписное ВНИИПИ Государственноо комитета по изобретениям и открытиям при ГК 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент",Ужгород, ул Гагарина, 1 циального усилителя, первый вывод третьей обмотки соединен с первым выходом дифференциального усилителя, второй вывод третьей обмотки через конденсатор соединен с вторым выходом дифференциальногоусилителя.