CN103675651B - 运算放大器输入失调电压长期稳定性的测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种算放大器输入失调电压长期稳定性的测试系统，将待测运算放大器置于液态油体环境中，使待测运算放大器免受空气介质波动的影响，并恒温控制油体，消除了温度变化对测试的干扰，同时待测运算放大器还内置于金属盒内，金属盒接地，对待测运算放大器起到电磁屏蔽的作用。另外，待测运算放大器与外围的电阻电容形成反馈放大电路，使输出电压的测量更精确。可见，本系统排除了外界影响，并从测量方法上进一步减少误差，所测得的输入失调电压长期稳定性更接近真实情况，且测试过程自动完成，减少了对人员的依赖。

Description

运算放大器输入失调电压长期稳定性的测试系统

技术领域

本发明涉及运放技术领域，特别是涉及一种运算放大器输入失调电压长期稳定性的测试系统。

背景技术

运算放大器广泛应用于各种电子设备中，主要起信号采集、放大、运算等功能。为了确保该类产品的质量，产品研制生产单位需要对其进行各类参数的测试。其中输入失调电压长期稳定性参数(Long-termVosStability)描述的是运算放大器产品输入失调电压参数随时间的变化程度，用ΔVos/time表示，单位为uV/Month，该参数是衡量该类产品质量稳定性的重要指标。

输入失调电压长期稳定性要求高，测试困难，以某款产品为例，该参数典型值为1uV/Month，即一个月该参数漂移不超过1uV，对其实现高精度测量是准确评估该类产品性能的基础环节。

如图1所示，输入失调电压长期稳定性一般首先在连续加电工作前测得输入失调电压为Vos1，然后让器件处于室温正常加电工作状态(暴露于正常空气条件下)下连续工作1个月，试验结束立刻将样品从加电工作板上取下在运算放大器专用测试仪上测得输入失调电压为Vos2，取Vos2-Vos1的值为该参数的测试值。

上述方案，测试结果由于容易受到外界温度变化因素的影响，结果不准确。运算放大器产品本身的输入失调电压参数具有对环境温度漂移的敏感特点：其输入失调电压参数温度系数与待测参数量级相当且具有关联性。运算放大器产品输入失调电压参数会随着温度发生变化，如果样品前后周围温度或样品温度发生1℃的变化，其影响输入失调电压参数的结果与该产品1个月本身发生的变化相当。

发明内容

基于上述情况，本发明提出了一种运算放大器输入失调电压长期稳定性的测试系统，以提高测试精度，为此，本发明采用的方案如下。

一种运算放大器输入失调电压长期稳定性的测试系统，

包括计算机、线性直流电源、温度监控单元、电压采集器、油槽、金属盒和PCB板；

待测运算放大器置于所述PCB板上，与所述PCB板上的电阻电容构成反馈放大电路，所述PCB板内置于所述金属盒，并与所述金属盒绝缘连接，所述金属盒内置于所述油槽内的油体中并接地，所述油槽内的油体通过所述金属盒开设的金属滤网进入所述金属盒；

所述线性直流电源通过所述金属盒连接所述PCB板的电源接口，为待测运算放大器供电；

所述温度监控单元对所述油槽内油体的温度进行监测与调节，使油体温度恒定；

所述电压采集器通过所述金属盒连接所述PCB板的信号接口，采集待测运算放大器输出的电压；

所述计算机对所述电压采集器采集的电压缩小相应倍数后，计算待测运算放大器输入失调电压的长期稳定性。

本发明运算放大器输入失调电压长期稳定性的测试系统，将待测运算放大器置于液态油体环境中，使待测运算放大器免受空气介质波动的影响，并恒温控制油体，消除了温度变化对测试的干扰，同时待测运算放大器还内置于金属盒内，金属盒接地，对待测运算放大器起到电磁屏蔽的作用。另外，待测运算放大器与外围的电阻电容形成反馈放大电路，使输出电压的测量更精确。可见，本系统排除了外界影响，并从测量方法上进一步减少误差，所测得的输入失调电压长期稳定性更接近真实情况，且测试过程自动完成，减少了对人员的依赖。

附图说明

图1为传统方案测试输入失调电压长期稳定性的示意图；

图2为本发明运算放大器输入失调电压长期稳定性的测试系统的结构示意图；

图3为反馈放大电路示意图；

图4为内置PCB板的金属盒的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

本发明运算放大器输入失调电压长期稳定性的测试系统，如图2所示，计算机、线性直流电源、电压采集器、温度监控单元、油槽、金属盒和PCB板。

其中，PCB板上设有电阻电容，与待测的运算放大器形成反馈放大电路，如图3所示，放大倍数为R2/R1，设置为1千倍左右，将原有uV数量级的信号放大处于mV量级，以方便测量，减少测量误差。为了提高测试准确度，R1，R2采用RJ711型高精密金属箔电阻，温度系数5ppm/℃，阻值精度0.01％，C1，C2采用常规贴片电容，降低高频干扰。

为了增加本系统的复用性，PCB板上优选地设置n个测试座，待测的运算放大器样品通过测试座与PCB板连接，可拆卸复用。在PCB板的两端分别有电源接口及信号接口，电源接口用于接入线性直流电源，信号接口用于输出电压数据。通过线缆与专用测试盒电源接口连接器相连，信号接口通过线缆与专用测试盒信号接口连接器相连，连接器采用航天接头，公母配对，其中连接器的线芯数目与PCB板上待测样品匹配。

金属盒为金属结构的专用测试盒，材料为铝合金或其他金属材料，上面具有开槽金属滤网结构，图4示例为3个开槽。专用测试盒置于油槽中，油体可以通过滤网与样品及电路发生热交换，同时壳体与地线连接，可以起到电磁屏蔽的作用。上面四周具有4个定位螺丝孔，可以拆卸；PCB板内置于专用测试盒底部，通过4个绝缘圆柱体与底部保持绝缘关系，如图4所示。专用测试盒左侧中间安装连接器，为电源接口连接器，内部通过线缆与PCB板电源端连接，外部通过线缆与线性电源连接；专用测试盒右侧中间安装连接器，为信号接口连接器，内部通过线缆与PCB板信号端连接，外部通过线缆与电压采集器连接。底部具有4个螺丝，起到将PCB板固定的作用。

电压采集器是能够精确采集待测运算放大器输出电压值的仪器，例如高精度精密数字万用表。原本处于uV量级的输入失调电压经反馈放大电路，被放大到mV量级，高精度精密数字万用表可以接收计算机的指令轻松准确地采集mV量级的电压信号。

油槽中的油体意在隔绝空气为待测运算放大器提供恒温环境，采用的油体应为导热、不导电、易流动、性能稳定的液态油体，且温度监控单元控制油体温度恒定在室温25℃，精度在±0.01℃，基本上消除了外界温度对参数的影响。

计算机可以是工控计算机，其起着中枢控制作用，通过GPIB标准总线或RS232总线完成对线性直流电源、温度监控单元和电压采集器的控制，通过温度数据的采集与分析对油槽温度进行调节并恒定温度，通过输出电压信号的采集并还原到原有量级，经过分析计算得出输入失调电压长期稳定性结果，完成测试，整体过程由专门编制的测试软件自动完成。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种运算放大器输入失调电压长期稳定性的测试系统，其特征在于：

包括计算机、线性直流电源、温度监控单元、电压采集器、油槽、金属盒和PCB板；

待测运算放大器置于所述PCB板上，与所述PCB板上的电阻电容构成反馈放大电路，所述PCB板内置于所述金属盒，并与所述金属盒绝缘连接，所述金属盒内置于所述油槽内的油体中并接地，所述油槽内的油体通过所述金属盒开设的金属滤网进入所述金属盒；

所述线性直流电源通过所述金属盒连接所述PCB板的电源接口，为待测运算放大器供电；

所述温度监控单元对所述油槽内油体的温度进行监测与调节，使油体温度恒定；

所述电压采集器通过所述金属盒连接所述PCB板的信号接口，采集待测运算放大器输出的电压；

所述计算机对所述电压采集器采集的电压缩小相应倍数后，计算待测运算放大器输入失调电压的长期稳定性。

2.根据权利要求1所述的运算放大器输入失调电压长期稳定性的测试系统，其特征在于：

所述PCB板上还设置测试座，所述金属盒还安装电源接口连接器和信号接口连接器；

待测运算放大器通过所述测试座连接在所述PCB板上，所述测试座可拆卸复用，所述PCB板通过四个绝缘柱体与所述金属盒保持绝缘关系；

所述电源接口连接器一端连接所述PCB板的电源接口，一端连接所述线性直流电源，所述信号接口连接器一端连接所述PCB板的信号接口，一端连接所述电压采集器；

所述电源接口连接器与所述信号接口连接器均采用航天接头，公母配对，且线芯数目与所述PCB板上待测运算放大器的个数匹配。

3.根据权利要求1或2所述的运算放大器输入失调电压长期稳定性的测试系统，其特征在于：

所述反馈放大电路的放大倍数为1000，电阻采用RJ711型高精密金属箔电阻，温度系数5ppm/℃，阻值精度0.01％，电容采用常规贴片电容。

4.根据权利要求1或2所述的运算放大器输入失调电压长期稳定性的测试系统，其特征在于：

所述金属盒内的油体为导热、不导电、易流动、性能稳定的液态油体；

所述温度监控单元控制油体温度恒定在25℃。

5.根据权利要求1或2所述的运算放大器输入失调电压长期稳定性的测试系统，其特征在于：

所述电压采集器为高精度数字万用表。

6.根据权利要求1或2所述的运算放大器输入失调电压长期稳定性的测试系统，其特征在于：

所述计算机为工控计算机。

7.根据权利要求1或2所述的运算放大器输入失调电压长期稳定性的测试系统，其特征在于：

所述金属盒为铝合金金属盒。

8.根据权利要求1或2所述的运算放大器输入失调电压长期稳定性的测试系统，其特征在于：

所述计算机通过GPIB标准总线或RS232总线分别连接所述线性直流电源、所述温度监控单元和所述电压采集器。

9.根据权利要求1或2所述的运算放大器输入失调电压长期稳定性的测试系统，其特征在于：

所述金属盒顶部开设三个开槽，每个开槽装设一个所述金属滤网。