集成运放参数测试仪的设计

湖北工业大学

毕业设计（论文）

题目集成运放参数测试仪的设计

姓名与学号柯航 0 9 2 5 1 1 2 2 1 2

指导老师张志强

指导老师职称高级讲师

年级专业班级机电一体化专业（2）班

所在学院商贸学院

摘 要

该集成运放参数测试系统参照GB3442-82标准，采用辅助放大器测试集成运算放大器主要参数的方法,以单片机（AT89S55）为控制核心，结合可编程逻辑器件FPGA ,使用多量程自动切换的方式，实现了对通用集成运放V IO （输入失调电压）、 I IO （输入失调电流）、A VD （交流差模开环电压增益）、K CMR （交流共模抑制比）和BW G （单位增益带宽）的高精度自动测量，使用128*128液晶显示、打印测量结果。在自制测试A VD 、 K CMR 信号源部分，采用DDS(直接数字式频率合成)技术，合成高稳定度5Hz 参数测量正弦信号；并在测试参数BW G 时,使用 DDS 专用芯片AD9851,合成40kHz 至4MHz 扫频信号源。整个系统集成度高，具有友好人机交互界面。

关键字: 集成运算放大器 参数测试 DDS

Abstract

The paper is entitled “based on the stepping motors P89C51RA Movement ControlSystem Applications and Research“，which suggest the use of stepper motors governor SCC(Single chip computer) control through click on stepper motors to achieve，then carrying outto stop to the start of the stepper motor，positive and negative turn、accelerate、deceleratiaon，

such as the slowdown in movement control.

System using Philips series SCC，Protel DXP uVision2 development tools and development environment，with the basic language machines，compiled language for system conteol. In real-time detection and automatic control SCC applications，SCC as a core component to use only SCC knowledge is not enough and should be based on specific hardware structure，the specific characteristics of the target application and integration software to further improve.

Text first introduces the working principle of stepper motor，embedded microcontroller development tools and development environment；Focus described system hardware to design，including the ISP circuit，keyboards show circuit，driving circuit hardware to achieve until the final hardware debugging，and attached to circuit theory，and the current design of the equipment used to the work and principles of the realization of functions.

Keywords:Single chip computer stepper motors P89C51RA

目录

摘要 ................................................................... I Abstract ................................................................ II 目录 ................................................................. III 引言 . (1)

1、方案论证与选择 (2)

1.1．题目任务要求 (2)

1.1.1、任务 (2)

1.1.2.1基本要求 (2)

1.2 题目任务分析 (3)

1.3 方案的比较选择与论证 (3)

1.3.1 测试信号产生方案: (3)

1.3.2 运放参数测量电路方案 (5)

2、系统总体设计与实现 (7)

2.1 系统总体设计 (7)

2.2总体实现框图 (7)

3、理论分析与计算 (8)

3.1 运放参数测量电路设计 (8)

3.1.1 标准测量电路的设计: (9)

3.1.2 系统自动测量电路的设计: (9)

3.1.2.1输入失调电压

V的测量: (9)

IO

3.1.2.2输入失调电流

I的测量 (10)

IO

3.1.2.3差模开环交流电压增益

A的测量: (11)

VD

3.1.2.4共模抑制比

K的测量 (12)

CMR

3.1.2.5. 3dB带宽的测量 (13)

3.2 DDS的实现 (13)

3.2.1 DDS实现理论分析 (13)

4.1 信号源产生电路设计: (15)

4.1.1 D/A转换电路 (15)

4.1.2、低通滤波电路 (16)

4.1.3 AD9851产生扫频信号电路图 (17)

4.1.3.1 .1AD9851原理及扫频输出实现 (17)

4.1.3.2 AD9851电路设计 (18)

4.1.3.3滤波电路设计 (18)

4.2 AGC电路与设计: (19)

4.2.1 AGC电路设计 (19)

4.2.2 后级放大电路设计 (20)

4.3信号采集处理电路 (20)

4.3.1AD637峰值检波电路 (20)

4.3.3 放大电路 (22)

4.3.4 A/D转换电路 (23)

5. 系统软件设计 (24)

5.1 FPGA设计 (24)

5.1.1 AD9851扫频模块 (24)

5.1.2.MAX197采样模块 (24)

5.1.3.LCD显示模块以及键盘扫瞄模块 (25)

5.1.4 DDS信号产生模块 (25)

5.1.5继电器与程控放大控制模块 (26)

5.2单片机设计部分 (26)

6系统调试及测试数据与分析 (28)

6.1测试条件 (28)

6.2 测试方法及测试结果 (28)

6.3测试数据分析 (29)

6.4抗干扰措施 (29)

结束语 (30)

参考文献 (32)

致谢 (33)

绪论

集成运放以其价格低廉.性能优越等特点在个人数据助理.通讯.汽车电子.音响产品.仪器仪表.传感器等领域得到广泛应用。随着数字电子技术的不断进步和集成电路市场的发展，兼有模拟和数字集成电路的SOC或混合集成电路将越来越受重视。与此同时，集成运放参数的测定也将对研发人员和技术仪器提出更高的要求，传统的运放测试仪校准方案已不能满足市场特别是国防军工的要求，运放测试仪的校准面临严峻挑战。因此，提高运放测试仪的测试精度，保证运放器件的准确性是目前应解决的关键问题。

当今电子系统数字化已成为有目共睹的趋势。从传统的应用中小规模芯片构成电路系统到广泛地应用单片机,直至今天FPGA/CPLD在系统设计中的应用,电子设计技术已迈入了一个全新的阶段。FPGA/CPLD不仅具有容量大、逻辑功能强的特点,而且兼有高速、高可靠性。同时使得硬件的设计可以如软件设计一样方便快捷,使电子设计的技术操作和系统构成在整体上发生了质的飞跃。采用FPGA/CPLD可编程器件,可利用计算机软件的方式对目标器件进行设计,而以硬件的形式实现既定的系统功能。在设计过程中,可根据需要随时改变器件的内部逻辑功能和管脚的信号方式,借助于大规模集成的FPGA/CPLD和高效的设计软件,用户不仅可通过直接对芯片结构的设计实行多种数字逻辑系统功能,而且由于管脚定义的灵活性,大大减轻了电路图设计和电路板设计的工作量及难度,同时,这种基于可编程芯片的设计大大减少了系统芯片的数量,缩小了系统的体积,提高了系统的可靠性。

本课题就是采用FPGA可编程器件，借助于大规模集成的FPGA和高效的设计软件，通过直接对芯片结构的设计实现数字式集成运放参数测试仪的设计。这个测试仪完全采用数字化的测量，采用VHDL硬件描述语言，以FPGA器件作为控制的核心，使整个系统显得精简，能达到所要求的技术指标，相比较其他传统的测试系统具有灵活的现场更改性，还有处理速度快，实时性好、精确可靠、抗干扰性强等优点。可以让使用集成运放的人员快速而准确的得到集成运放的参数，让电子长品的研究设计周期缩短，电子设备的维护速度提高。通过毕业设计课题还可进一步懂得集成运放、可编程器件的结构、功能特点，对集成运放的参数测试方法有进一步的认识，对使用可用编程器件设计的思路和其使用方法有更深刻的理解。

1、方案论证与选择

1.1．题目任务要求 1.1.1、任务

设计并制作一台能测试通用型集成运算放大器参数的测试仪，示意图如图1-1所示。

图1-1 示意图

1.1.2、要求 1.1.

2.1基本要求

1.1.

2.1. 能测试V IO

(输入失调电压)、I IO

(输入失调电流)、A

VD

(交流差模开环电压增益)

和K

CMR

(交流共模抑制比)四项基本参数，显示器最大显示数为 3999；

1.1.

2.1.各项被测参数的测量范围及精度如下(被测运放的工作电压为±15V)：

V IO

：测量范围为0～40mV （量程为4mV 和40mV ），误差绝对值小于3%读

数+1个字；

I IO

：测量范围为0～4μA （量程为0.4μA 和4μA ），误差绝对值小于3%读数

+1个字；

A VD

：测量范围为 60dB ～120dB ，测试误差绝对值小于3dB ；

K

CMR

：测量范围为 60dB ～120dB ，测试误差绝对值小于3dB ；

1.1.

2.1. 测试仪中的信号源(自制)用于A VD

、K CMR

参数的测量，要求信号源能输出频率

为5Hz 、输出电压有效值为4 V 的正弦波信号，频率与电压值误差绝对值均小于1%；

1.1.

2.1. 按照本题附录提供的符合GB3442-82的测试原理图(见图2~图4)，再制作一组

符合该标准的测试V IO

、I IO

、A

VD

和K

CMR

参数的测试电路，以此测试电路的测试结

果作为测试标准，对制作的运放参数测试仪进行标定。

1.1.3、发挥部分

增加电压模运放BW G (单位增益带宽)参数测量功能，要求测量频率范围为 100kHz ～3.5MHz ，测量时间≤10秒，频率分辨力为1kHz ；

为此设计并制作一个扫频信号源，要求输出频率范围为 40kHz ～4MHz ，频率误差绝对值小于1%；输出电压的有效值为2V ±0.2 V ；

增加自动测量(含自动量程转换)功能。该功能启动后，能自动按V IO

、I IO

、

A

VD

、K

CMR

和BW G

的顺序测量、显示并打印以上5个参数测量结果；

其他。

1.2 题目任务分析

本系统要求设计制作一台能测试通用型集成运算放大器参数的测试仪。通常运放的参数性能测试，要利用不同的电路来实现，测试过程复杂。而本系统的要求实现选择参数和自动按序精确测量，大大简化了测试过程。设计要求主要为两个方面:自动化和精确性。

而要达到上述这几方面的要求,运放参数测试电路的正确选择与测试信号的产生是我们必须解决好的两个难点.

基于以上考虑,我们把系统划分为三个部分:一为运放参数测试电路模块,二为测试信号产生模块,测试控制与人机交互模块.如图1-1所示. 下面将依次对上述设计难点给出方案比较和论证。 1.3 方案的比较选择与论证 1.3.1 测试信号产生方案:

方案一：单片函数发生器。利用单片函数发生器配合外部分立元件输出频率，通过调整外部元件可改变输出频率。采用模拟器件元件分散性大，即使使用单片函数发生器，参数也与外部元件有关，外接的电阻电容对参数影响很大，因而产生的频率稳定度较差、精度低、抗干扰能力低，故不采用。

方案二：锁相环（PLL ）频率合成技术。数字锁相频率合成器的基本原理框图如图1-2所示。

通过改变程序分频器的分频比，则可改变压控振荡器的输出频率，从而获得大量可供利用的频率稳定度等同于参考频率的频率点。基于锁相环的窄带跟踪特性，可以很好的选择所需频率信号，抑制杂散分量，锁相式频率合成得到所需频率的方波以后，经过截止频率动态可控的低通滤波器就可以得到正弦波。但由于锁相环本身是一个惰性环节，锁定时间长，故频率转换时间长，同时频率受VCO可变频率范围的影响，频带不能做的很宽。

方案三：采用直接数字频率合成器（Direct Digital Frequency Synthesis 简称DDFS或DDS）。DDS技术以Nyquist时域采样定理为基础，在时域中进行频率合成。DDS 的基本原理框图如图3所示。

DDS的基本工作原理是：每个参考频率上升沿的到来，相位累加器值便按照频率控制字K的长度被增加一次，所得的相位值被输出至正弦查找表，查找表将相位信息转化为相应的正弦幅度值。再经过数模转换器得到相应的阶梯波，最后经过低通滤波器对阶梯波进行平滑，即得到连续变化的模拟输出波形。在系统时钟频率（）和相位累加器位数一定的情况下，输出波形频率由频率控制字 K 决定。

DDS基于相位累加合成技术，在数字域中实现频率合成，可以输出高精度与高纯度的频率信号，信号相位、频率和幅度都可以实现程控，通过更换波形数据可以很方便的实现波形切换。它的优点是：理论上只要累加器的位数足够多，可以实现任意小的频率步

进。频率分辨率很高，离散输出已十分接近连续变化。对相位累加器预置累加初值可以很方便地实现精密相位调节。DDS技术最明显的不足是ROM容量限制带来相位截断噪声。 DDS与锁相环方案的覆盖频率范围大，精度高，控制性好且容易实现，但相比而言，锁相环需经过高频滤波才能得到所需的正弦信号，滤波模块没做好会影响信号发生器的性能；DDS无需相位反馈控制，频率建立及频率切换快，并且与频率分辨率、频谱纯度相互独立，并且考虑到要输出扫频信号，DDS更易控制，故采用DDS方案。

1.3.2 运放参数测量电路方案

运放参数测试电路是本系统的设计重点，由于运算放大器的电参数种类很多，有静态参数，也有动态参数，对不同的参数测试具体方法不一样，主要分为：

方案一：将测试放大器参数的实现分成4个电路检测。该方案实现各个参数的测量比较好，且有利于各个参数调试。但是对于要实现智能测试该方案较复杂，在电路中所用的继电器太多，很容易引起电磁干扰，不利于系统的整体性能提高，且不能实现电路的智能测试。

方案二：采用一级运放。即根据运放各种参数的定义将待测运放接成共模或差模输入方式来测量,并将四种测量电路利用继电器集成到一起.该电路经过仔细的分析会发现它设计的非常的巧妙调试也很方便，不会产生自激、饱和等情况。缺点就是对与精度较高的运算放大器该方案实现不了。

方案三：采用试题中所给的电路。此电路(图1-4)采用“被测器件－辅助运放”的模式，籍以构成稳定的负反馈网络，从而使输出电压嵌位于预置电压，将小电压、小电流转换为伏特级的电压进行测试，这是一个二级的电路，测试精度非常的高。但在调试中我们发现它很容易出现自激，为了使整个电路保持稳定，我们采取了一系列的稳定措施，如实现大面积的接地，电感电容去耦滤波,辅助运放加入补偿矫正网络等。

图1-4 辅助运放测Vio原理图

综合上述，为了实现自动测量，保证测试有更高的精度，采用方案三。

1.3.3 用户接口模块

1.3.3.1 显示方案:

方案一：采用LED或字符型LCD显示。LED可以用移位寄存器74164或者专用芯片MAX7219驱动，字符型LCD也可以才用74LS164通过同步串口驱动。优点是控制比较简单，而且串行显示只占用很少的I/O口。但也有一个很大的缺点，只能显示一些简单的ASCII码字符，显示的信息量十分的有限，对于本系统较复杂的功能不太适合。

方案二：采用点阵型LCD显示。点阵型LCD虽然占用的I/O口资源较多，控制也较复杂，但其功能却是强大的，显示信息量大，可以保证良好的用户模式。且我们在系统中用FPGA设计的总线方式，扩展了I/O资源，就无须考虑I/O资源的限制了。

经过综合考虑我们选择方案二，不需要很复杂的电路就可以实现并扩展非常强大的显示功能。

1.3.3.2 键盘输入方案:

方案一：采用7289芯片与键盘相结合，键盘的整个控制只需4条控制线。程序的编写也比较简单且容易同LED显示接口。

方案二：不使用任何专用芯片，用一块74LS138译码输出8路扫描信号，3路扫描返回信号线接I/O口输入（我们设计的是3*8的键盘）。这种设计方案电路设计非常的简单，但是软件的编写要考虑软件去抖等，会比较复杂而且占用大量的CPU资源。

方案三：在FPGA内部构造一键盘扫描控制器，专门用以处理按键信息，并进行初步的处理（如键盘去抖），通过中断把键值发送给单片机。由于我们在FPGA内部已经建立了系统总线，扩展键盘非常简单。而且采用此方法外部硬件电路的设计也非常简单。

比较三者的优缺点我们选择了方案三，这样充分利用FPGA的功能硬件与软件设计都比较简单。

2、系统总体设计与实现

2.1 系统总体设计

根据设计要求和方案选择，本系统主要由3个模块电路组成：信号发生模块、运放参

数测试模块、测试控制与人机交互模块。在FPGA 内部形成DDS 提供参数测量时所需的低频信号源、单片机控制DDS 芯片提供高频段的信号源。用户可通过3×6键盘选择测量参数IO V 、IO I 、VD A 、CMR K 、G BW 和测量方式（手动测试、自动测试）的设定。采用辅助放大器法设计集成运放参数的测试基本电路，根据设定的测量方式和测量参数，以单片机AT89S52和FPGA 作为控制核心，通过继电器阵列来实现对测量电路选择和测量量程的控制。测量结果经滤波、同相放大、程控放大和A/D 转换电路送入控制核心运算处理。最后的测量数据存储在RAM 中，同时在LCD 上实时显示. 2.2总体实现框图

系统总体实现框图如图2-1所示：

图2-1 集成运放参数测试仪系统总体框图

3、理论分析与计算

3.1 运放参数测量电路设计

系统采用辅助放大器与被测器件构成闭合环路测试方法，基本的测试原理按GB3442-82中规定的运算放大器测试原理，这样可以提高器件参数测试的精确度及可靠性。由于辅助放大器需满足下列要求:

a)开环增益应大于60dB；

b)输入失调电流及输入偏置电流应足够小；

c)输入共模电压范围应足够大，应具有足够的稳定性。

辅助运放的性能对被测运放的参数测量影响非常大，其性能不好可能会引起闭环回路的寄生振荡。根据各种运放的性能比较，本系统选择AD620作为辅助运放，现将其特性参数列入表1所示。

表 1 AD620主要技术性能指标

3.1.1 标准测量电路的设计:

分析设计要求给出的测试原理图，各参数的测量电路虽不同，但仍有大部分相同的部分。为使得测试方便，将四个参数的测试电路综合到一个电路中，通过手动按键来实现不同参数测试电路的选择。 3.1.2 系统自动测量电路的设计:

在标准测试电路的基础上，使用继电器代替按键控制电路的通断选择，这样可以实现系统程控。另外加入单位增益带宽G BW 测量电路，使其具有测量IO V 、IO I 、VD A 、

CMR K 和G BW 五个参数的选择测量，可以保证在任一时刻选通任一种测量电路，测量其

中某一参数。这样可以将不同的测试电路简化为一个标准测试模板，避免了因不同电参数测试电路不同而使得测不同参数时需插拔待测芯片，符合实际测试仪的标准。具体实现电路如图3-1:

图3-1 系统测量电路图

由于运放电路参数的不对称，使得两个输入端都接地时，输出电压不为零，称为放大器的失调。为了使输出电压回到零，就必须在输入端加上一个纠偏电压来补偿这种失调，这个所加的纠偏电压就叫运算放大器的输入失调电压IO V 。即IO V 的定义为放大器的输入信号为零时，放大器的输出电压折合到输入端的数值。

继电器状态：K1接K2，K2接地,K3、K4接通，K6断开, K7、K8接地。如图 3-2.(图中R8即为Rf, R2即为Ri, R5即为R).

测量IO V 时图中直流电路通过i R 和f R 接成闭合环路。通常i R 的取值不超过100Ω，

f R >>i R ，测得辅助运放的输出电压为0L V ，则

IO f

i f i L f i i

IO I R R R R V R R R V ?+?-?+=

∵f R >>i R ∴第二项

IO f

i f i I R R R R ?+?（误差项）可忽略，则有0L f

i i

IO V R R R V ?+=

输入失调电压一般有正、负之分，因不同的被测芯片而定。

在设计测试环路时，i R 要小，f R 应远小于被测运放的输入电阻，且远大于运放的输出电阻。环路放大倍数与被测输入失调电压范围直接应小于辅助放大器的输出动态范围。

图 3-2 输入失调电压IO V 的测量电路图 3.1.2.2输入失调电流IO I 的测量

由于运算放大器输入级差动放大器的对管不可能完全一致，两管偏置电流1B I 和2

B I

流之差。

继电器状态：K1接K2，K2接地,K3、K4断开，K6断开, K7、K8接地。如图 3-3. 在K3、K4闭合时，测得辅助运放的输出电压记为V L0 ；在K3、K4断开时，测得辅助运

放的输出电压记为V L1

，则有：

测试IO I 的电路除上述设计要求外，还应满足IO f

i f i IO V R R R R I <<+??

，而R 应足够大，以满

足IO IO V R I >>?的条件，但R 应远小于被测放大器的输入电阻。

图3-3 输入失调电流IO I 的测量电路图 3.1.2.3差模开环交流电压增益VD A 的测量:

运放工作于线性区时，其输出电压变化量与差模输入电压变化量的比值，称为差模

开环电压增益，I

O

VD V V A ??= 。由于VD A 很大，输入信号I V 很小，加之输入电压与输出电

压之间有相位差，从而引入了较大的测试误差。实际测试中难以实现。测试开环电压增益时，都采用交流开环，直流闭环的方法，本系统采用交流开环的方法。

继电器状态：K1断开，K2接地,K3、K4接通，K6断开, K7接地, K8接5hZ 信号源。如图 3-4.

整个电路构成一个大的环路负反馈，信号从R9端输入，根据虚短虚断的概念，因为R9

上端与放大器的同相端相联，为地电位.

设信号源输出的电压为S V ，测得辅助运放输出电压为0L V ，则被测运放的开环电压增益为： ()dB R

R R V V A i f

i L S VD

???

?

??+?=0

lg 20

图3-4 差模开环交流电压增益VD A 的测量电路图 3.1.2.4共模抑制比CMR K 的测量

理想的运算放大器输入共模信号时，输出为零，但在实际的放大器中，总有共模信号输出。输出共模信号越小，说明电路对称性越好，运放对共模干扰信号拟制能力越强。

共模拟制比的定义为差模电压增益与共模电压增益之比，VC

VD CMR A A

K =

继电器状态：K1接K2，K2接5hZ 信号源, K5接5hZ 信号源, K3、K4接通，K6断开, K7、K8接地。如图 3-5.

共模拟制比的测量采用共模输入法交流测试，原理图如图3-5所示。根据电路近似得到

???

?

??+?=i f i L S CMR R

R R V V K 0

lg 20

图3-5. 共模抑制比

K的测量

CMR

3.1.2.5. 3dB带宽的测量

-3dB带宽的测量，通过AD9851，产生高精确度的扫频信号，然后通过隔直电容加到被测放大器的同相输入端（放大器通过继电器切换接成单位增益组态），放大器的输出信号通过隔直电容加到有效值转换芯片的输入端。扫频信号从40kHz开始逐渐增大，同时通过AD检测有效值转换芯片的输出电压，当输出电压下降到原来的0.707倍时记下此时的频率值既是-3dB带宽截止频率。

继电器状态：K1接K2，K2、K5接扫频信号源, K3、K4接通，K6接通, K7断开, K8接地。如图 3-6.

图3-6. 3dB带宽的测量

3.2 DDS的实现

在测量过程中需要两种正弦信号：用于A VD 、K CMR 参数测量时要求信号源能输出频率为5Hz 、输出电压有效值为4 V 的正弦波信号，频率与电压值误差绝对值均小于1%；用于BW G 参数测量时要求制作扫频信号源，要求输出频率范围为 40kHz ～4MHz ，频率误差绝对值小于1%；输出电压的有效值为2V±0.2 V 。

DDS 通常通过在CPLD 或FPGA 内设置逻辑电路来实现(方案论证中已阐述实现原理)，主要由参考频率源、相位累加器、正弦波采样点存储RAM 、数模转换器及低通滤波器构成。设参考频率源频率为clk f ，计数容量为N 2的相位累加器（N 为相位累加器的位数），若频率控制字为M ，则DDS 系统输出信号的频率为M f f N clk

out ?=2

，而频率分辨率为N clk

f f 2

=

?。由于要求输出频率误差绝对值小于1%，即%1

%1232

<=

?clk

f f ∴MHz f clk 95.42< 又∵输出信号频率clk clk N clk out f f M f f =?

3222

2 ∴MHz f out 95.42<

理论上可以达到MHz 级的信号输出，但用这种方法输出高频信号时存在问题： DDS 的输出需经D/A 转换才能得到阶梯波。对于高频信号，如输出4MHz 的信号，采用40MHz 的参考频率源，每个周期也只能输出10阶梯，即使经滤波，最后输出波形也存在比较严重的失真。另外，要求D/A 转换后级的I-V 转换电路中的运放具有很高的带宽增益积和响应速度。而且经实际测试，自制DDS 信源在输出1MHz 信号时幅值已经很不稳定。DDS 专用集成芯片是基于DDS 原理的集成芯片，具有转换速度快、分辨率高、换频速度快、频带宽等特点，性能远远由于在FPGA 内设计的频率合成单元，应用范围广。但经测试发现利用DDS 集成芯片产生的低频信号不稳定。

综合以上考虑，所以选择分段实现DDS 。5Hz 的低频信号由FPGA 内部的DDS 来提供，40kHz ～4MHz 的高频段扫频信号由DDS 集成芯片提供。本系统采用的集成芯片是AD9851。

3.2.2 25Hz 正弦信号产生模块电路设计

DDS实现的参数设计

为达到输出频率为5Hz，考虑到实际低通滤波器性能的限制，由于晶振频率为40MHz，输入FPGA后分频，作为2MHz的参考频率源频率

f，频率控制字为10737，

clk

相位累加器的位数为32位，则

理论输出频率为 2*10^6/2^32*10737=4.999805Hz

4、功能电路设计

4.1 信号源产生电路设计:

4.1.1 D/A转换电路

由于输出信号为5Hz的稳定低频信号，对D/A转换芯片的转换速率要求很低，设计要求电压值误差绝对值小于1%，转换位数为8位的DAC0800芯片已经足够了。电路如图4-1所示

集成运放参数测试仪

集成运放性能参数测试仪 一、集成运放性能参数测试仪性能指标 工作电压：±15V V IO：测量范围：0～40mV（＜小于3%读数±1个字）； I IO：测量范围：0～4μA（＜3%读数±1个字）； A VD：测量范围：60dB～120dB±3dB； K CMR：测量范围：60dB～120dB±3dB； 输出频率：5Hz 输出电压有效值：4 V 频率与电压值误差绝对值均小于1%； 二、设计思路： 本设计以单片机STC89C52为控制核心，利用数模转换器ADS1110以及继电器，为切换开关，对被测量信号进行采样，通过单片机处理完成对运算放大器LM741的UIO，IIO，AVC，KCMR等参数的测量。并通过系统显示接口，利用液晶显示装置将测试的结果进行显示，同时本系统还能通过键盘进行人机交流，实现按下一个按键就可以对该运放的某个参数进行测试。 三、系统结构图

四、方案比较与选择： 主控芯片部分 方案一：采用STC89C52单片机。优点是芯片结构简单，使用相对容易；缺点是不带AD转换电路，需要外接AD转换芯片，测量精度相对较低。 方案二：采用凌阳SPCE061A单片机。优点是自带AD转换模块，测量精度相对较高，能进行音频处理等多种智能化功能；缺点是结构复杂，使用起来相对繁琐。 由于此方案的核心内容在测试电路部分，主控芯片的选择对结果的影响相对较小，综合以上芯片的性能以及自身的情况，选择使用相对简单的STC89C52单片机。 信号发生器的选择

方案一：利用传统的模拟分立元件或单片压控函数发生器 MAX038，可产生三角波、方波、正弦波，通过调整外围元件可以改变输出频率、幅度，但采用模拟器件由于元件分散性太大，即使用单片函数发生器，参数也与外部元件有关，外接电阻电容对参数影响很大，因而产生的频率稳定度较差、精度低、抗干扰能力差、成本也较高。 方案二：采用ICL8038芯片产生信号。优点是电路简单，波形好，控制方便，缺点是频率有限。 由于需要的频率不宽，综合以上考虑，选择电路简单，波形好，控制方便，精度和抗干扰能力更强的ICL8038作为信号发生器。 显示模块的选择 方案一：采用液晶显示模块SVM12864（LCD）。占用I/O口多，控制复杂，但可以显示汉字和简单图形等，功能强大 方案二：采用液晶显示模块1602。占用I/O口少，控制简单，每行可显示16个字符。 虽然SVM12864功能相对强大，但是采用1602更为合理。因为需要显示的参数不多，且都是英文字母和数字，因此选择控制简单的1602液晶显示模块。 五、测量原理 2.1 失调电压Vios 理想运放当输入电压为零时，其输出电压也为零，但实际运放电路当

最新B集成运放测试仪05汇总

B集成运放测试仪05

集成运放参数测试仪（B题） 一、任务 设计并制作一台能测试通用型集成运算放大器参数的测试仪，示意图如图1所示。 图1 二、要求 1、基本要求 （1）能测试V IO(输入失调电压)、I IO(输入失调电流)、A VD (交流差模开环电压增益)和K CMR (交流共模抑制比)四项基本参数，显示器最大显示数为 3999； （2）各项被测参数的测量范围及精度如下(被测运放的工作电压为±15V)： V IO：测量范围为0～40mV（量程为4mV和40mV），误差绝对值小于3%读数+1个字； I IO：测量范围为0～4μA（量程为0.4μA和4μA），误差绝对值小于3%读数 +1个字； A VD：测量范围为 60dB～120dB，测试误差绝对值小于3dB； K CMR：测量范围为 60dB～120dB，测试误差绝对值小于3dB； （3）测试仪中的信号源(自制)用于A VD、K CMR参数的测量，要求信号源能输出频率为5Hz、输出电压有效值为4 V的正弦波信号，频率与电压值误差绝对值均小于1%；

（4）按照本题附录提供的符合GB3442-82的测试原理图(见图2~图4)，再制作一组符合该标准的测试V IO、I IO、A VD和K CMR参数的测试电路，以此测试电路的测试结果作 为测试标准，对制作的运放参数测试仪进行标定。 2、发挥部分 （1）增加电压模运放BW G (单位增益带宽)参数测量功能，要求测量频率范围为 100kHz～3.5MHz，测量时间≤10秒，频率分辨力为1kHz； 为此设计并制作一个扫频信号源，要求输出频率范围为 40kHz～4MHz，频率误差绝对值小于1%；输出电压的有效值为2V±0.2 V； （2）增加自动测量(含自动量程转换)功能。该功能启动后，能自动按V IO、I IO、A VD、K CMR和BW G的顺序测量、显示并打印以上5个参数测量结果； （3）其他。 三、评分标准 四、说明 1、为了制作方便，被测运放的型号选定为8引脚双列直插的电压模运放F741 (LM741、μA741、F007等)通用型运算放大器； 2、为了测试方便，自制的信号源应预留测量端子； 3、测试时用到的打印机自带。 附录：

电子科技大学-两级放大电路仿真实验

电子科技大学 电子技术实验报告 学生姓名：班级学号：201203******* 考核成绩： 实验地点：科研楼C427 指导老师：试验时间：2013.12.5 实验名称：两级放大电路的设计、测试与调试

一． 实验目的 1． 进一步掌握放大电路各种性能指标的测试方法。 2． 掌握两级放大电路的设计原理、各性能指标的测试原理。 二． 实验预习思考 1·放大器性能指标的定义及测试方法； 2多级放大器性能指标特点。 三． 实验原理 由一只晶体管组成的基本组态放大器往往达不到所要求的放大倍数，或者其他指标达不到要求。这时，可以将基本组态放大器作为一级单元电路，将其一级一级地连接起来构成多级放大器，以实现所需的技术指标。 信号传输方式成为耦合方式。耦合方式主要有电容耦合、变压器耦合和直接耦合。 1. 多级放大器指标的计算 一个三级放大器的通用模型如下图所示： 由模型图可以得到多级放大器的计算特点： 1i i R R =，多级放大器的输入电阻等于第一级放大器的输入电阻； 末o o R R =，多级放大器的输出电阻等于末级放大器的输出电阻； 前后L i R R =，后级放大器的输入电阻是前级放大器的负载； 后前s o R R =，后前s oo v v =，前级放大器的输出电路是后级放大器的信号源； 321··v v v V A A A A =，总的电压增益等于各级电压增益相乘。

2. 实验电路 实验电路如下图所示，可得该实验电路是一个电容耦合的两级放大器。 3. 测试方法 静态工作点的测试： 测出射级电阻两端的直流电压，以及射级电流； 电压增益的测试： 测出输入电压与输出电压，由公式i v v v A /0=计算得到； 输入电阻的测量： 已知取样电阻R ，测出电压' s u 与 i u ，利用公式 R u u u R u u u R i s i i s i i -=-= ''，即可求得； 输出电阻的测量： 已知取样电阻L R ,采用“两次电压法”测量，由公式 L o o L o o o R u u I u u R )1'('-=-= ，即可 求得； 幅频特性测量： 采用点频法，改变输入信号的频率，测量相应的输出电压值，求放大倍数，即可绘制出幅频特性曲线。 四． 实验内容 1， 测试静态工作点

ZHZ8A数字(精选)耐电压测试仪说明方案

Z H Z8A耐电压测试仪 （2670同型号） 一.简介 ZHZ8A耐电压测试仪是测量耐电压强度的仪器,它可以直观、准确、快速、可靠地测试各种被测对象的击穿电压、漏电流等电气安全性能指标,并可以作为支流高压源用来测试元器件和整机性能。 ZHZ8A耐电压测试仪,是按国际安全标准要求而设计,耐压AC从0-10KV,漏电流从AC0-100mA。适合各种家用电器、电源线、电缆线、变压器接、线端子、高压胶木电器、开关、电源插座、电机、洗碟机、洗碗机、离心脱水机、微波炉、电烤箱、电火锅、电饭锅、电视机、电风扇、医疗、化工、电子仪器、仪表、整机等,以及强电系统的安全耐压和漏电流的测试,同时也是科研实验室技术监督部门不可缺少的耐压测试设备。 ZHZ8A耐压测试仪是在吸收、消化国际先进耐压测试的基础上，结合我国众多用户的实际使用情况加以提高、完善。 ZHZ8A全数显型耐压测试仪，测试电压、漏电流测试和时间均为数字显示，切断电流可根据不同安全标准和用户不同需求连续任意设定，功能更加丰富实用，并且可通过漏电流显示反映被测体漏电流的实际值和比较同类产品不同批次或不同厂家产品中的耐压好坏程度，确保你的产品安全性能万无一失。 本仪器贯彻Q/YXYZ2ZHZ系列耐电压绝缘电阻测试仪企业标准。是符合《家用和类似用途电器安全通用要求》和《医用电气安全通用要求》及GB4943\GB4793等国家标准中相关条款的试验要求所需的测试设备. 二、技术规格： 1.电压测试范围：10KV±5%±5个字

2.漏电流测试范围：20mA/100mA二档±5%±2个字 3.漏电流报警值预制范围20mA/100mA二档 4.时间测试范围：1-90s，±5%连续设定和手动 5.输出波形:50Hz,正弦波 6.工作条件:环境温度0-40℃ 7.相对湿度:不大于75% 8.大气压力: 9.体积:320×250×170 10.重量:13Kg 11.电源:220V±10%50Hz±2Hz 12.附件:高压测试探头一对、仪器使用说明书一份、电缆线一根 三、工作方框图: 四、使用说明及操作步骤： 操作时必须戴好橡胶绝缘手套、坐椅和脚下垫好橡胶绝缘垫！只有在测试灯熄灭状态,无高压输出状态时,才能进行被试品连接或拆卸操作！ 1.连接被测物体是在确定电压表指示为“0”,测试灯熄灭,并把地线连接好。 2.设定测试电压所需值。 3.设定漏电流测试所需值。 A)按动“预置”健。 B)选择所需电流范围档 C)调节所需漏电流值。 4.手动测试 A)将定时设定为“手动”位置,按“启动”健,测试灯亮,将电压调节旋钮旋到需用的指示值。

集成运放的主要参数和含义

集成运放数据手册中的主要参数和含义 一、直流参数： 1.---输入失调电压 为了是集成运放在零输入时达到零输出，需在其输入端加一个直流补偿电压，这个直流补偿电压的大小即为输入失调电压，两者方向相反。输入失调电压一般是毫伏（mV）数量级。采用双极型三极管作为输入级的运放，其为1-10mV；采用场效应管作为输入级的运放，其大得多；而对于高精度的集成运放，其的值一般很小。 2.---输入失调电压的温度系数 在确定的温度变化范围内，失调电压的变化与温度的变化的比值定义为输入失调电压的温度系数。一般集成运放的输入失调电压的温度系数为10-20；而高精度、低漂

移集成运放的温度系数在1以下。 3.----输入偏置电流 当集成运放的输入电压的输入电压为零，输出电压也为零时，其两个输入端偏置电流的平均值定义为输入偏执电流。两个输入端的偏置电流分别记为和，而表示为 双极型晶体管输入的集成运放，其为10nA-1;场效应管输入的集成运放，其一般小于1nA。 4.—输入失调电流 当集成运放的输入电压威灵，输出电压也为零时，两个输入偏置电流的差值称为输入失调电流，即 一般来说，集成运放的偏置电流越大，其输入失调电流也越大。输入偏置电流和输入失调电流的温度系数，分别用/ 和/来表示。由于输入失调电压和输入失调电流及输入偏置电流均为温度的函数，所以产品手册中均应注明这些参数的测试温度。另外，需要指出的是，上述各参数均与电源电压及集成运放输入端所加的共模电压值有关。手册中的参数一般指在标准电源电压值及零共模输入电压下的测试值。 5.---差模开环直流电压增益 集成运放工作在线性区时，差模电压输入以后，其输出电压变化与差模输入电压变化的比值，称为差模开环电压增益，即 = 差模开环电压增益一般用分贝（dB）为单位，可用下式表示 （ ）=20lg（）（dB）

毕业设计133集成运放参数测试仪

集成运放参数测试仪——程序设计 内容摘要：该课题设计的运算放大器闭环参数测试系统是基于MSC-51单片机控制模块，并且 由LCD（Liquid Crystal Display）显示模块，键盘模块，数据采集和转换模块，采用DDS芯片（AD9851）实现了40kHz～4MHz的扫频输出模块等五部分组成。采用辅助运放测试方法，可对运放的输入失调电压、输入失调电流、交流差模开环电压增益和交流共模抑制比以及单位增益带宽进行测量。在软件上，用C语言来编程实现。其要实现的功能包括：对来自TLC2543A/D转换的数字信号进行接收、分析、计算和对结果的显示；通过不同键值的接收、分析来控制对不同对象的测量,并在LCD上显示对应的人机界面；对来自DDS的高频信号源的频率进行控制来实现对集成运放的带宽参数的测试和显示。而且具有自动量程转换、自动测量功能和良好的人机交互性。 关键词：单片机 C语言 DDS LCD 人机交互界面 The Instrument for testing the Parameters of Integrated Operation Amplifier ——program design Abstract：This system is designed based on C51 microcontroller to measure the close loop parameters of the operation amplifier. The system conclude five modules: LCD (liquid crystal display) display module, keyboard module, data collection module, conversion module, and the module of generating sweep sine-wave signal with frequency range from 40 kHz to 4 MHz, using the DDS chip of AD9851. The system can measure the input offset voltage、the input offset current、the open loop AC differential mode voltage gain、the AC common mode rejection ratio and unit gain bandwidth，using the measure method of assistant amplifier. The data can be display on the LCD which is using of C program. And the function concludes: receiving, analysing and calculating the digital signals from TLC2543A/D then send them to show; accepting different key value on keyboards, analysing and processing it for controlling the measurement of different target and display on the LCD with different computer interface; controlling the bandwidth of HF signal source from DDS chip to measure the integrated transport bandwidth parameters and display the result. What’s more C51 microcontroller can control relays to complete auto measurement range switching ,auto measuring and good interface. Key Words：MCU CLanguage DDS LCD interface

集成运放的性能指标

集成运放的性能指标 学习要求： ●掌握开环差模电压放大倍数、共模抑制比、差模输入电阻、 输入失调电压和输入失调电流等参数的物理意义； ●了解输入失调电压温漂、输入失调电流温漂dI IO/dT、输入偏 置电流、最大差模输入电压、最大共模输入电压、–3dB带 宽、单位增益带宽和转换速度等参数的物理意义。 1.开环差模电压放大倍数Aod 开环差模电压放大倍数A od是指集成运放在开环情况下的空载电压放大倍数。A od ，其值越大越好。通用型运放一般在范围。 2．共模抑制比K CMR 共模抑制比K CMR是集成运放的开环差模电压放大倍数和开环共模电压放大倍数之比 的绝对值，即。它是衡量输入级差放对称程度及表征集成运放抑制共模干扰信号能力的参数。其值越大越好，通用型运放在65－110dB之间。 3．差模输入电阻 差模输入电阻是差模信号输入时，运放的开环输入电阻。愈大，从信号源索取的电流愈小。 4.输入失调电压U I0及其温漂dU IO/dT 由于集成运放的输入级电路参数不可能绝对对称，所以当输入 并不为零。U I0是使输出电压为零时在 电压为零时，输出电压 输入端所加的补偿电压，其数值是 电压的负值，即U I0=。U I0愈小，表明电路参数对称性愈好。 dU IO/dT是U I0的温度系数，其值愈小，表明运放的温漂愈小。 5. 输入失调电流I I0及其温漂dI IO/dT I I0＝|I B1－I B2|，I I0的大小反映了输入级差放管输入电流的不对称程度。其值愈小愈好。 dI IO/dT是I I0的温度系数，其值愈小，表明运放的质量愈好。 6. 输入偏置电流I IB 输入偏置电流I IB是输入电压为零时，集成运放两输入端静态基极（栅极）电流的平均值，即I IB＝(I B1+I B2)／2。I IB愈小，信号源内阻对集成运放静态工作点的影响也就愈小，I I0往往也愈小。

简单数字式电容检验测试仪

摘要 本文介绍了一种简易的数字式显示电容测试仪的设计思路及硬件结构。首先研究了数字电容测试仪的基本原理，画出整机框图，接着提出系统的性能指标，计算确定电路形式和元器件参数，验证系统的可行性。由于单稳态触发器的脉冲宽度DC与电容C成正比，把电容C转换成脉冲宽度为DC的矩形脉冲，然后将其作为闸门信号控制计数器计出标准频率脉冲的个数，并送锁存—译码显示系统就可测得电容的数值。时钟脉冲可由555构成的多谐振荡器提供。如果时钟脉冲的各参数合适，数码显示的数字N便是待测电容C的值。 关键字:多谐振荡器；单稳态振荡器； 555,；计数器

Abstract With the development of electronic industry, electronic components have increased rapidly, and the application of digital capacitance tester is becoming wider and wider. In this paper, a simple digital display of the design idea and the hardware structure of the test instrument is introduced. Firstly studies the basic principle of digital measuring instrument for capacitance, draw the block diagram of the machine, and then put forward the performance index of the system, calculate and determine the form of a circuit and the parameters of the components, and verify the system feasibility.Because of the single steady state trigger pulse width DC and a capacitor C is proportional to, the capacitor C is converted into a pulse width rectangular DC pulse, then the gate signal control counter to count the number of pulse frequency standard, and sent to latch, decoding display system can be measured capacitance value. The clock pulse can be provided by a multi harmonic oscillator composed of 555. If the clock pulse is appropriate, the digital N is the value of the capacitance C. Key words: multi harmonic oscillator; single steady state oscillator; 555; counter

实验5 集成运算放大器参数测试

实验五 集成运算放大器参数测试 一、实验目的： 1．通过对集成运算放大器741参数的测试，了解集成运算放大器组件主要参数的定义和表示方法。 2．掌握运算放大器主要参数的测试方法。 二、实验原理： 集成运算放大器是一种使用广泛的线性集成电路器件，和其它电子器件一样，其特性是通过性能参数来表示的。集成电路生产厂家为描述其生产的集成电路器件的特性，通过大量的测试，为各种型号的集成电路制定了性能指标。运算放大器的性能参数可以使用专用的测试仪器进行测试（“运算放大器性能参数测试仪”），也可以根据参数的定义，采用一些简易的方法进行测试。本次实验是学习使用常规仪表，对运算放大器的一些重要参数进行简易测试的方法。 实验中采用的集成运算放大器型号为741，其引脚排列如图5.1所示。它是一种八脚双列直插式器件，其引脚定义如下： ①、⑤调零端； 图 5.1 741引脚 ②反相输入端； ③同相输入端； ④电源负极； ⑥输出端； ⑦电源正极； ⑧空脚。 以下为主要参数的测试方法： 1．输入失调电压： 理想运算放大器，当输入信号为零时其输出也为零。但在真实的集

成电路器件中，由于输入级的差动放大电路总会存在一些不对称的现象（由晶体管组成的差动输入级，不对称的主要原因是两个差放管的U BE 不相等），使得输入为零时，输出不为零。这种输入为零而输出不为零的现象称为“失调”。为讨论方便，人们将由于器件内部的不对称所造成的失调现象，看成是由于外部存在一个误差电压而造成，这个外部的误差电压叫做“输入失调电压”，记作U IO或V OS。 输入失调电压在数值上等于输入为零时的输出电压除以运算放大器的开环电压放大倍数： 式中：U IO — 输入失调电压 U OO — 输入为零时的输出电压值 A od — 运算放大器的开环电压放大倍数 本次实验采用的失调电压测试电路如图5.2所示。闭合开关K1及K2， 使电阻R B短接，测量此时的输出电压U O1即为输出失调电压，则输入失调电压 图5.2 U IO，I IO测试电路 实际测出的U O1可能为正，也可能为负，高质量的运算放大器U IO一般在1mV以下。 测试中应注意： ①要求电阻R1和R2，R3和R F的阻值精确配对。 2．输入失调电流I IO 当输入信号为的零时，运放两个输入端的输入偏置电流之差称为输入失调电流，记为I IO（有的资料中使用符号I OS）。 式中：I B1，I B2分别是运算放大器两个输入端的输入偏置电流。 输入失调电流的大小反映了运放内部差动输入级的两个晶体管的失配度，由于I B1，I B2本身的数值已很小（μA或nA级），因此它们的差值通常不是直接测量的，测试电路如图5.2所示，测试分两步进行：1）闭合开关K1及K2，将两个R B短路。在低输入电阻下，测出输出

集成运放参数测试仪(B题)

集成运放参数测试仪（B题） 一、任务 设计并制作一台能测试通用型集成运算放大器参数的测试仪，示意图如图1所示。 图1 二、要求 1、基本要求 （1）能测试V IO(输入失调电压)、I IO(输入失调电流)、A VD (交流差模开环电压增益)和K CMR (交流共模抑制比)四项基本参数，显示器最大显示数为3999； （2）各项被测参数的测量范围及精度如下(被测运放的工作电压为±15V)： V IO：测量范围为0～40mV（量程为4mV和40mV），误差绝对值小于3%读数+1个字； I IO：测量范围为0～4μA（量程为0.4μA和4μA），误差绝对值小于3%读数+1个 字； A VD：测量范围为60dB～120dB，测试误差绝对值小于3dB； K CMR：测量范围为60dB～120dB，测试误差绝对值小于3dB； （3）测试仪中的信号源(自制)用于A VD、K CMR参数的测量，要求信号源能输出频率为5Hz、输出电压有效值为4 V的正弦波信号，频率与电压值误差绝对值均小于1%； （4）按照本题附录提供的符合GB3442-82的测试原理图(见图2~图4)，再制作一组符合该标准的测试V IO、I IO、A VD和K CMR参数的测试电路，以此测试电路的测试结果作 为测试标准，对制作的运放参数测试仪进行标定。 2、发挥部分 （1）增加电压模运放BW G (单位增益带宽)参数测量功能，要求测量频率范围为100kHz～3.5MHz，测量时间≤10秒，频率分辨力为1kHz； 为此设计并制作一个扫频信号源，要求输出频率范围为40kHz～4MHz，频率误差绝对值小于1%；输出电压的有效值为2V±0.2 V； （2）增加自动测量(含自动量程转换)功能。该功能启动后，能自动按V IO、I IO、A VD、K CMR 和BW G的顺序测量、显示并打印以上5个参数测量结果； （3）其他。

数字电容测试仪

数字式电容测量仪的设计 一、总体方案的选择 数字式电容测量仪的设计可以有占空比可调的方波发生器产生基准方波信号，频率为10KHz，再通过555定时器构成单稳态电路。通过计数器计数显示电路显示当前电容容量。所设计的电容测量范围（1uF~999uF）。误差2%左右。 1.拟定系统方案框图 （1）方案一：纯硬件电路 图1纯硬件构成系统框图 （2）方案二：运用单片机程序编程设计电路 图2含单片机程序设计电路 2．方案的分析和比较 基于方案一较方案2只用到简单硬件，不需要编程，且大部分设计知识已经掌握，所需的有设计到出图的时间比较少。所以选择方案一，简单，易行，节省时间。 二、单元电路的设计 1.时基电路 时基电路是由占空比可调的555定时器构成的多谐振荡器，其基本工作原理如下：由于电路中二极管D1，D2的单向导电性，使电容器的充放电分开，改变电阻大小，就可调节多谐振荡器的占空比。图中Vcc通过R4、D2向电容C3充电，充电时间为 t ph 0.7R 4 C3 式（1）方 波 发 生 电 路与 门 电 路 计 数 电 路 译 码 显 示 电 路 单 稳 态 电 路

电容器 C3通过D1，R5及555中的三极管T 放电，放电时间为 t pl ≈0.7R 5C 式（2） 因而，振荡频率为 3 )54(43 .11C R R t t f pl ph +≈+= 式（3） 电路输出的占空比为 %1005 44 (%)?+= R R R q 式（4） VCC 5V A2 555_VIRTUAL GND DIS OUT RST VCC THR CON TRI R43.2kΩ R510kΩ D11BH62 D21BH62 C30.01μF C4 0.01μF 图3占空比可调的方波发生器 图4方波发生器的工作波形 本次试验需要产生8.9KHz 的频率，通过公式计算R4=3.2K Ω,R5=10K Ω,C3=0.01uf 此时f=10.8KHz,通过模拟产生的基准频率为8.9KHz,满足误差要求。 用555定时器构成的单稳态触发器如图5所示。

运放的主要参数

集成运放的参数较多，其中主要参数分为直流指标和交流指标。其中主要直流指标有输入失调电压、输入失调电压的温度漂移（简称输入失调电压温漂）、输入偏臵电流、输入失调电流、输入偏臵电流的温度漂移（简称输入失调电流温漂）、差模开环直流电压增益、共模抑制比、电源电压抑制比、输出峰最大差模输入电压。 主要交流指标有开环带宽、单位增益带宽、转换速率宽、建立时间、等效输入噪声电压、差模输入阻抗、共模输入阻抗、输出阻抗。 1、输入失调电压VIO（Input Offset Voltage）输入失调电压定义为集成运放输出端电压为零时，两个输入端之间所加的补偿电压。 输入失调电压实际上反映了运放内部的电路对称性，对称性越好，输入失调电压越小。输入失调电压是运放的一个十分重要的指标，特别是精密运放或是用于直流放大时。输入失调电压与制造工艺有一定关系，其中双极型工艺（即上述的标准硅工艺）的输入失调电压在±1~10mV之间；采用场效应管做输入级的，输入失调电压会更大一些。对于精密运放，输入失调电压一般在1mV以下。输入失调电压越小，直流放大时中间零点偏移越小，越容易处理。所以对于精密运放是一个极为重要的指标。 2、输入失调电压的温漂αVIO（Input Offset Voltage Drift） 输入失调电压的温度漂移（又叫温度系数）定义为在给定的温度范围内，输入失调电压的变化与温度变化的比值。这个参数实际是输入失调电压的补充，便于计算在给定的工作范围内，放大电路由于温度变化造成的漂移大小。一般运放的输入失调电压温漂在±10~20μV/℃之间，精密运放的输入失调电压温漂小于±1μV/℃。 3、输入偏臵电流IB（Input Bias Current） 输入偏臵电流定义为当运放的输出直流电压为零时，其两输入端的偏臵电流平均值。输入偏臵电流对进行高阻信号放大、积分电路等对输入阻抗有要求的地方有较大的影响。输入偏臵电流与制造工艺有一定关系，其中双极型工艺（即上述的标准硅工艺）的输入偏臵电流在±10nA~1μA之间；采用场效应管做输入级的，输入偏臵电流一般低于1nA。对于双极性运放，该值离散性很大，但几乎不受温度影响；而对于MOS型运放，该值是栅极漏电流，值很小，但受温度影响较大。 4、输入失调电流（Input Offset Current）输入失调电流定义为当运放的输出直流电压为零时，其两输入端偏臵电流的差值。输入失调电流同样反映了运放内部的电路对称性，对称性越好，输入失调电流越小。输入失调电流是运放的一个十分重要的指标，特别是精密运放或是用于直流放大时。输入失调电流大约是输入偏臵电流的百分之一到十分之一。输入失调电流对于小信号精密放大或是直流放大有重要影响，特别是运放外部采用较大的电阻（例如10k或更大时），输入失调电流对精度的影响可能超过输入失调电压对精度的影响。输入失调电流越小，直流放大时中间零点偏移越小，越容易处理。所以对于精密运放是一个极为重要的指标。 5、输入阻抗 （1）差模输入阻抗差模输入阻抗定义为，运放工作在线性区时，两输入端的电压变化量与对应的输入端电流变化量的比值。差模输入阻抗包括输入电阻和输入电容，在低频时仅指输入电阻。 （2）共模输入阻抗共模输入阻抗定义为，运放工作在输入信号时（即运放两输入端输入同一个信号），共模输入电压的变化量与对应的输入电流变化量之比。在低频情况下，它表现为共模电阻。 6、电压增益 （1）开环电压增益（Open-Loop Gain）在不具负反馈情况下(开环路状况下)，运算放大器的放大倍数称为开环增益，记作AVOL，有的datasheet上写成：Large Signal Voltage Gain。AVOL 的理想值为无限大，一般约为数千倍至数万倍，其表示法有使用dB及V/mV等。 （2）闭环电压增益（Closed-Loop Gain顾名思义，就是在有反馈的情况下，运算放大器的放大倍数、

数字式电阻测试仪

目录 摘要 (2) 1 数字式电阻测试仪系统的概述 (3) 1.1设计思路 (3) 1.2设计方案的分析与选择 (3) 1.2.1 利用555单稳态触发器和A/D转换实现 (3) 1.2.2 利用555单稳态触发器和74CD192实现 (4) 1.3系统框图及工作原理 (4) 1.3.1 系统框图 (4) 1.3.2 工作原理 (5) 2单元电路设计与分析 (5) 2.1 555单脉冲的产生 (5) 2.2 晶振多频震荡的产生 (7) 2.3 单频和多频相与 (8) 2.4 74CD192计数器计数 (9) 2.5 数码管显示 (12) 3 系统综述、总体电路图 (13) 3.1整体电路图 (13) 3.2 系统综述 (14) 4 结束语 (16) 4.1 收获和体会 (16) 4.2 缺点和改进 (16) 致谢 (15) 参考文献 (18) 元器件明细表 (18)

摘要：数字化测量仪器较模拟仪器具有使用方便，测量精确等优点。本次课程设计是针对数字式电阻测试仪的设计，介绍了数字式电阻测试仪的设计方案及其基本原理，并着重介绍了数字式电阻测试仪各单元电路的设计思路，原理及整体电路的的工作原理，控制器件的工作情况。设计共有三大组成部分：一是系统概述，本部分概括讲解了电路的设计思想和各部分功能；二是各单元所用器件、其性能和在电路中的功能；三是设计小结，这部分包括设计的完成情况，并提出本系统需要改进的地方及遇到的困难。 关键字：电阻转化电压555单稳态触发器74CD192 数码显示。

1数字式电阻测试仪系统概述 1.1设计思路 数字式电阻测试仪的基本原理是将待测的数字信号转化为模拟信号，再通过计数、译码，由数码管直接显示出阻值。由555触发器产生单脉冲，由晶振经过分频产生多频脉冲。再利用74CD192计数器对单脉冲个数进行计数，然后再通过译码显示，将阻值直接显示在数码管上。 1.2设计方案的分析与选择 想要实现待测电阻的数字式测量，最主要的是将待测电阻相关的模拟信号转换为数字信号。我们利用的是555单稳态触发器来实现这点。知道555单稳态触发器能实现数模转换后，最关键的就是将待测电阻阻值的模拟信号以何种方式输入到555单稳态触发器中。根据测量原理的不同，其输入方法有很多，如直接法、电桥法和充放电法。各种办法都有相应的优缺点，例如充放电法及直接法均需求得被测样两端的电压与通过被测样的电流，利用欧姆定律从而得出被样的电阻，电桥法则是利用电桥两端电位的平衡来得出被测样的电阻。其中利用直接法测得的电阻（如“摇表”）存在读数不精确等明显的人为因素忧，在读数较大的情况下尤其如此；利用充放电法测得的电阻阻值偏大；而利用电桥法测量，则存在电桥调节费时费力等不利因素。下面列出两种方案进行分析： 1.2.1 利用555单稳态触发器和A/D转换器实现 利用单稳或电容充放电规律等，可以把被测电阻量的大小转换成脉冲的宽窄，即脉冲的宽度Tx与Rx成正比。只要把此脉冲和频率固定不变的方（以下称为时钟脉冲）相与，便可以得到计数脉冲，将它送给数字显示器。如果时钟脉冲的频率等参数合适，便可实现测量电阻。其电路基本原理如图所示

集成运放的主要参数以及测试方法

集成运放的性能主要参数及国标测试方法 集成运放的性能可用一些参数来表示。 集成运放的主要参数： 1．开环特性参数 （1）开环电压放大倍数Ao。在没有外接反馈电路、输出端开路、在输入端加一个低频小信号电压时，所测出输出电压复振幅与差动输入电压复振幅之比值，称为开环电压放大倍数。Ao越高越稳定，所构成运算放大电路的运算精度也越高。 （2）差分输入电阻Ri。差分输入电阻Ri是运算放大器的主要技术指标之一。它是指：开环运算放大器在室温下，加在它两个输入端之间的差模输入电压变化量△V i与由它所引起的差模输入电流变化量△I i之比。一般为10k~3M，高的可达1000M以上。在大多数情况下，总希望集成运放的开环输入电阻大一些好。 （3）输出电阻Ro。在没有外加反馈的情况下，集成运放在室温下其输出电压变化与输出电流变化之比。它实际上就是开环状态下集成运放输出级的输出电阻，其大小反映了放大器带负载的能力，Ro通常越小越好，典型值一般在几十到几百欧。 （4）共模输入电阻Ric。开环状态下，两差分输入端分别对地端呈现的等效电阻，称为共模输入电阻。 （5）开环频率特性。开环频率特性是指：在开环状态下，输出电压下降3dB所对应的通频带宽，也称为开环-3dB带宽。 2.输入失调特性 由于运算放大器输入回路的不对称性，将产生一定的输入误差信号，从而限制里运算放大器的信号灵敏度。通常用以下参数表示。 （1）输入失调电压Vos。在室温及标称电源电压下，当输入电压为零时，集成运放的输出电位Vo0折合到输入端的数值，即： Vos=Vo0/Ao 失调电压的大小反映了差动输入级元件的失配程度。当集成运放的输入端外接电阻比较小时。失调电压及其漂移是引起运算误差的主要原因之一。Vos一般在mV级，显然它越小越好。 （2）输入失调电流Ios。在常温下，当输入信号为零时，放大器两个输入端的基极偏置电流之差称为输入失调电流。即： Ios=Ib- — Ib+ 式中Ib-、Ib+为放大器内两个输入端晶体管的基极电流。Ios一般在零点几微安到零点零几微安数量级，其值越小越好。失调电流的大小反映了差动输入级两个晶体管B值的失配程度，当集成运放的输入端外接电阻比较大时，失调电流及其漂移将是运算误差的主要原因。 （3）输入失调电流温漂dIos。温度波动对运算放大器的参数是有影响的。如温度变化时，不仅能使集成运放两输入晶体管的基极偏置电流Ib-、Ib+发生变化，而且两者的变化率也不相同。也就是输入失调电流Ios将随温度而变化，不能保持为常数。一般常用的集成运放的dIos指标如下： ●通用I型低增益运放。在+25℃~+85℃范围约为5~20nA/℃，-40℃~+25℃范围约为 20~50nA/℃。 ●通用Ⅱ型中增益运放。dIos约为5~20nA/℃。 ●低漂移运放。dIos约为100PA/℃ （4）输入失调电压温漂dVos。在规定的工作温度范围内，Vos随温度的平均变化率，

集成运放参数测试仪

目录 一．方案比较与论证-----------------------------------------------3 二．理论与分析计算-----------------------------------------------4 三．电路图及设计文件--------------------------------------------6 1．硬件实现-----------------------------------------------------6 2．软件实现-----------------------------------------------------8 四．测试数据与结果分析-----------------------------------------9 五．参考文献--------------------------------------------------------9 六．附录-------------------------------------------------------------10 附录A测试仪器---------------------------------------------10 附录B 参考文献--------------------------------------------10 附录C 软件程序--------------------------------------------10

集成运放参数测试仪 摘要: 此集成运放测试仪采用“辅助放大器”的测量方法，能测试V IO(输入失调电压)、I IO(输入失调电流)、A VD(交流差模开环电压增益)和K CMR(交流共模抑制比)四项基本参数，符合了题目的要求。可对各种通用型集成运放主要参数进行测量，具有较好的精度，稳定度和测量范围。本设计由四个模块电路组成：集成运放参数测试电路、信号源发生电路、单片机控制电路、显示与键盘电路。关键词：集成运放参数测试信号源显示单片机 Integrated operational amplifier parameter measurement system Abstract: That the system is designed basing on a assistant amplifier includes main four modules—a parameter measurement circuit of integrated operational amplifier 、a signal generator 、a single-chip microcomputer controlled and a circuit of keyboard and display .It is proved to be precise measured four parameters of V IO、I IO、A VD and K CMR . Both the hardware and the software of the system are designed with modules.The parameter measurement system of integrated operational amplifier is characteristic of its high precision performance and fine stability. Key words: Integrated operational amplifier circuit Parameter measurement Signal resource Display Single-chip microcomputer

MOS运放性能参数仿真规范

CMOS运放性能参数仿真规范 (保密文件，内部使用) 芯海科技有限公司 版权所有侵权必究

目 录 22 4其它..................................................................223.3.4其它性能的仿真测试.. (22) 3.3.3最坏情况仿真测试 (21) 3.3.2极限参数仿真测试 (21) 3.3.1工艺容差及温度特性的测试 (21) 3.3运放其它特性参数仿真规范 (21) 3.2.3瞬态参数仿真 (21) 3.2.2交流参数仿真 (20) 3.2.1直流参数仿真 (20) 3.2跨导运放(OTA)性能参数仿真规范 (19) 3.1.4瞬态参数仿真 (18) 3.1.3交流参数仿真 (17) 3.1.2共模输入范围的仿真 (16) 3.1.1直流参数仿真 (16) 3.1全差分运放性能参数仿真规范 (13) 3.2.3瞬态参数仿真 (8) 3.2.2交流参数仿真 (5) 3.2.1直流参数仿真 (5) 3.2双端输入、单端输出运放性能参数仿真规范 (5) 3.1MOS 运算放大器技术指标总表 (5) 3CMOS 运放仿真规范.......................................................42概述...................................................................41前言...................................................................4MOS 运放性能参数仿真规范..................................................表目录 5 表1 MOS 运算放大器技术指标总表.............................................图目录 10图10 共模抑制比仿真电路...................................................10图9 闭环频响曲线.........................................................9图8 幅频、相频曲线图......................................................9图7 开环增益仿真电路......................................................8图6 输出摆幅与负载电阻的关系曲线............................................8图5 输出动态范围的仿真电路.................................................7图4 共模输入范围输出结果参考图..............................................7图3 共模电压输入范围的仿真电路..............................................6图2 Vos 温度特性参考图.....................................................6图1 输入失调电压仿真电路...................................................