Устройство для измерения параметров операционных усилителей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН д 1) 4 С 01 К 31/28 еевич ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4-21 5рвид, В.В.Тер Измеов опе атизиЭлект 5 (3),хемы. /англий 32 Фа ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Очков А.С , Шуваева М.Арение электрических параметррационных усилителей в автомрованных системах контроля.ронная техника, сер. 8, вып,1980, с. 123-128.Аналоговые интегральные сПод ред. Дж,Коннеми, пер. сского. - М.: Мир, 1977, с. 2(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и мож ЯО 1226364 А быть использовано для измерения иконтроля параметров операционных усилителей - входного тока, напряжениясмещения, коэф. усиления и др. Цельизобретения - расширение функциональных возможностей и повышение производительности труда -достигаетсяпутем непосредственного отсчета величины измеряемого параметра и исключения его зависимости от воздействия напряжения во всем диапазоне измерений.Устройство содержит операционный усилитель (ОУ) 1, программируемыеисточники питания 2 и 3, источникнапряжения 4, Датчик управляющихкодов 5, элементы коммутации 6-11,ОУ 12 и 15, элемент памяти 13, программируемый магазин сопротивлений14, измеритель напряжений 16, преобразователь 17, резисгоры. 1 ил.1 12263Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля параметров операционных усилителейвходного тока (1 ) у на пряжения смещения (Б ц ), коэффициента усиления (К) и дрЦель изобретения - повышение производительности труда и расширение функциональных воэможностей устрой р ства.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,20пятый б, третий 7, первый 8, четвертый 9, второй 10 и шестой 11 элементы коммутации, первый операционныйусилитель 12, элемент 13 аналоговойпамяти, программируемый магазйн 1425сопротивлений, второй операционныйусилитель 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 входомс общей шиной устройства, неинвертирующим входом через первый резистор 3524 - с клеммой для подключения выхода измеряемого ОУ 1, через второйрезистор 25 - с первым выводом переключающего контакта первого элемента 8 коммутации, второй и третий 4 Овыводы которого соединены соответственно с общей шиной устройства и спервым выходом программируемого источника 4 напряжения воздействия,второй и третий выходы которого соединены соответственно с входами первого и второго программируемых источников питания, выходы которыхсоединены соответственно с клеммами для подключения первого и второго 5 Овыводов питания измеряемого ОУ 1,вход программируемого источника 4напряжения воздействия соединен спервым выходом задатчика 5 управляющих кодов, выход первого ОУ 12 соединен через второй элемент 10 коммутации с входом элемента 13 аналоговой памяти, через третий резистор-ДЛ (2)КсЦ - напряжение на выходеОУ 12;и К - сопротивления резистозров 18 и 20 соответОсм К,где ственно. Напряжение 0, = К, О, поступает с выхода ОУ 12 на элемент 13 и запоминается с инвертированием, одновременно оно подается через резистор 26,64 220 - 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 уп" равляющих кодов.Устройство работает следующим образом.Первым по порядку измеряемым параметром является напряжение смеще" ния (Б, ). 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 01 ) ОУ 1 к нулю, а напряжение на его инвертирующем входе равно Б, и определяется равен- ством3 12 ОУ 15 и замкнутый элемент 11 коммутации на вход измерителя 16 напряжения.Напряжение Бч на входе измерителя 16 напряжения определяется равенствомБ, = Б = КБ = ККУ,м, (3) где К - коэффициент передачи операционного усилителя 15 с программируемым коэффициентомпередачи, который устанавливается в зависимости отдиапазона измерения кратным10 путем задания управляющего кода на магазин 14 сопротивлений с задатчика 5.При измерении электрических параметров ОУ 1: 1 , 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 Нс 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 (1 ).При измерении 1замыкаются элементы 7, 9 и 11 коммутации. Входной ток ОУ 1, протекающий по резистору 22, вызывает наг,.яжение смещения, которое компенсируется напряжениемс выхода ОУ 12, т.е.й Ь 5 1(4) где К - сопротивление резистора 22.9Напряжение (П ) на выходе ОУ 15зопределится, как339 - 152 К - 1 ь К 9 К К(5) где К - коэффициент усиленйя ОУ 15.Выбором сопротивления К резисто 9 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. В9 о ф К, Б,;, К БАод.,о (8)25 К КНа ОУ 15 с программируемым коэффицентом передачи при измерении Кс задатчика 5 подается цифровой кодА, соответствующий установленномунапряжению воздействия (выходномунапряжению измеряемого ОУ 1).Коэффициент передачи К 9 ОУ 15 спрограммируемым коэффициентом передачи, как видно из чертежа, определяется соотношением35а 4.Б (9)г К, фде К - сУммаРное сопРотивлениепараллельно включенныхв соответствии с указан 40ным кодом резисторов программируемого магазина14 сопротивлений,К,в,ь = К,/А, (10)где К - сопротивление резистора магазина 14, соответствующееединичному коду.При измерении КК,КАК9Величина напряжения Н, определяетсяравенством К Ц,АКП - д. о .Рч 9 о аК П,К,(12)Из равенства (12) следует, что напряжение на выходе ОУ 15 обратно пропор" ционально К и не зависит от уста 26364 4этом случае замыкаются элементы 6-9коммутации. По коду задатчика 5 спрограммируемого источника 4 воздействия задается требуемое напряжениеЙ, ) на выходе измеряемого ОУ 1.Амплитуда этого напряжения определяется поступающим с задатчика 5 кодом го формулец, = А Ц , (6)где А - суммарный цифровой код напряжения,воздействия;Ц, - напряжение, соответствующееединице младшего разрядакода.ОУ 12 автоматически задает навход измеряемого ОУ 1 такое смещение,чтобы напряжение на его выходе (Б )было равно Б 9, Если сопротивлениерезистора 25 (К ) равно сопротивлечию резистора 26 (К ), то02КБ, (7)откуда1226364 Кфз(13) где К - постоянный коэффициент, который задается параметрамипреобразователя 17.Из формуг, (12) и (13) имеем, что напряжение Бч, измеряемое измерителем 16, равноН - 1 х 2.К К К(14) т.е. прямо пропорционально измеряемому коэффициенту усиленияК.Выбором коэффициентов К К и К и номиналов К и К, сопротивлений 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 П . Прие,. этом не требуется для определения величины па 1 аметра выполнения,цополнительного пересчета по формуле с учетом значения 06, как в известбодном устройстве, что существенно повышает производительность труда приизмерениях.Кроме того, за счет введения преобразователя 17 обеспечивается исключение обратно пропорциональной зависимости напряжения на входе измерителя 16 напряжения от Б и преЬо вращение ее в прямо пропорциональную. Это обеспечивает возможность отсчета по шкале измерителя 16 напряжения значений параметра практически во всем диапазоне значений Б , вос 9 том числе и для значений П , близь . ких к нулю, что позволяет осуществ - лять снятие зависимости величины па 10 жащее измеритель напряжения, первый 20 25 за 35 40 45 50 55 новленного напряжения воздействия,Напряжение Б на выходе преобразователя 17 определяется соотноше- нием раметра от П и расширяет таким обВс рразом Функциональные возможности устройства. Формула изобретения Устройство для измерения параметров операционных усилителей, содероперационный усилитель, соединенныйинвертирующим входом с общей шинойустройства, неинвертирующим входомчерез первый резистор - с клеммой для подключения выхода измеряемогооперационного усилителя, через второй резистор - с первым выводом переключающего контакта первого элемента коммутации, второй и третий выводы которого соединены соответственно с общей шиной устройства ис первым выходом программируемогоисточника напряжения воздействия,второй и третий выходы которого соединены соответственно с входамипервого и второго программируемыхисточников питания, выходы которыхсоединены соответственно с клеммами для подключения первого и второговыводов питания измеряемого операционного усилителя, вход программируемого источника напряжения воздействия соединен с первым выходом задатчика управляющих кодов, выход первого операционного усилителя соединен через второй элемент коммутациис входом элемента аналоговой памяти,через третий резистор - с первым выходом четвертого резистора, соединенного вторым выводом с общей шинойустройства и с первым выводом пятогорезистора, соединенного вторым выводом через параллельно включенныетретий элемент коммутации и шестойрезистор с клеммой для подключенияинвертирующего входа измеряемого операционного усилителя, а через последовательно соединенные седьмой резистор и четвертый элемент коммутации - с выходом элемента аналоговойпамяти, клемма для подключения инвертирующего входа измеряемого операционного усилителя соединена через1параллельно включенные восьмой резистор и пятый элемент коммутации спервым выводом четвертого резистора,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения производительноститруда за счет обеспечения возможнос.Заказ 2127/44 Тираж 728 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, 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 диапазонезначений, в него введены второй операционный усилитель, девятый резистор, преобразователь, программируемый магазин сопротивлений и шестойэлемент коммутации, причем неинвертирующий вход второго операционногоусилителя соединен с общей шиной устройства, его выход - непосредственно с первым выводом программиру,емого магазина сопротивлений, а через параллельно включенные преобразователь и шестой элемент коммутации - с входом измерителя напряжения, 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 задатчика управляющих 1 кодов.