CN105353295A

CN105353295A - 一种运放增益测量电路

Info

Publication number: CN105353295A
Application number: CN201510863321.9A
Authority: CN
Inventors: 丁洋; 任咏林
Original assignee: WUXI BIXUN TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: WUXI BIXUN TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2015-12-01
Filing date: 2015-12-01
Publication date: 2016-02-24

Abstract

本发明提供一种运放增益测量电路，包括运放、第一模数转换器、第二模数转换器、数字处理模块、开关以及第一至第四电阻；第一至第三电阻一端、第一模数转换器输入端共接于X点，第二电阻另一端、运放输出端、第二模数转换器输入端共接于Y点，第三电阻另一端、第四电阻一端、运放反相输入端共接于P点，第四电阻另一端、运放同相输入端共接于第一电压，第一电阻另一端通过开关接于第二电压或第三电压，第一模数转换器、第二模数转换器的输出端连接数字处理模块输入端。本发明可准确测得运放的实际增益值，进而对增益值进行调节。例如可运用在具有负阻单元的高增益运放中，根据实际增益值控制负阻阻值大小，从而保证运放稳定性的前提下达到目标增益值。

Description

一种运放增益测量电路

技术领域

本发明属于运放领域，涉及一种运放增益测量电路。

背景技术

高增益运放在反馈系统中有着广泛的需求，以高精度流水线型模数转换器为例，流水级中的高增益运放是保证转换精度的重要条件，因此必须精确测量其性能。但由于拾取、杂散电流或热电偶效应可能会在运放输入端产生非常小的电压，误差将难以避免，因此高增益的运放很难准确测得。

发明内容

本发明提供一种运放增益测量电路，目的是准确测得运放的实际增益。

本发明的技术方案如下：

一种运放增益测量电路，包括运放、第一模数转换器、第二模数转换器、数字处理模块、开关以及第一至第四电阻；其中运放为待测运放或其复制，第一电阻一端、第二电阻一端、第三电阻一端、第一模数转换器输入端共接于X点，第二电阻另一端、运放输出端、第二模数转换器输入端共接于Y点，第三电阻另一端、第四电阻一端、运放反相输入端共接于P点，第四电阻另一端、运放同相输入端共接于第一电压，第一电阻另一端通过开关接于第二电压或第三电压，第一模数转换器、第二模数转换器的输出端连接数字处理模块输入端，数字处理模块输出运放实际增益值。

本发明的有益技术效果是：

本发明可以准确测得运放的实际增益值，进而对增益值进行调节。例如本发明可以运用在具有负阻单元的高增益运放中，在使用过程中根据实际增益值控制负阻阻值大小，从而保证运放稳定性的前提下达到目标增益值。

本发明的优点将在下面具体实施方式部分的描述中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明电路原理图。

图2是本发明运放增益测量流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

请参阅图1，本发明运放增益测量电路，由运放A_op、模数转换器ADC1～ADC2、数字处理模块DSP、开关S0以及电阻R1～R4组成。

运放A_op为待测运放本身或者其复制；电阻R1、R2、R3一端、模数转换器ADC1输入端共接于X点，电阻R2另一端、运放A_op输出端、模数转换器ADC2输入端共接于Y点，电阻R3另一端、电阻R4一端、运放A_op反相输入端共接于P点，电阻R4另一端、运放A_op同相输入端共接于V1电压，电阻R1另一端通过开关S0接于V2电压或V3电压，模数转换器ADC1、ADC2的输出端接数字处理模块DSP输入端。模数转换器ADC1、ADC2分别检测X点和Y点的电压得到D_X和D_Y；数字处理模块DSP根据模数转换器ADC1、ADC2的输出计算运放实际增益Aop。

根据图1所示电路可以得到如下公式，其中Vos是运放A_op的输入失调电压，V_s0由开关控制与V2或者V3相等。

V 1 - V P = \frac{R 4}{R 3 + R 4} \cdot (V 1 - V X) - - - (1)

VY＝A_op·(V1-VP-V_os)(2)

V Y \approx 2 \cdot V X - \frac{R 2}{R 1} \cdot V_s 0 - - - (3)

当V_s0＝V2，得到

V Y 1 = A_{o p} \cdot [\frac{R 4}{R 3 + R 4} \cdot (V 1 - V X 1) - V_{o s}] - - - (4)

当V_s0＝V3，得到

V Y 2 = A_{o p} \cdot [\frac{R 4}{R 3 + R 4} \cdot (V 1 - V X 2) - V_{o s}] - - - (5)

(4)-(5)得到运放增益：

A_{o p} = 20 \lg (\frac{V Y 1 - V Y 2}{V X 2 - V X 1} \cdot \frac{R 3 + R 4}{R 4}) - - - (6)

VX与VY经过ADC量化得到：

A_{o p} = 20 \lg (\frac{D_Y_1 - D_Y_2}{D_X_2 - D_X_1} . \frac{R 3 + R 4}{R 4}) - - - (7)

这里，根据不同的运放目标增益，合理选择R3、R4电阻比例可以有效降低AD量化所需的量化精度。

请参阅图2，采用上述电路进行运放增益测量的流程为：首先，令电阻R1左端通过开关S0接V2电压，通过模数转换器ADC1、ADC2得到X点和Y点电压的量化值D_X_1、D_Y_1；切换开关S0，令电阻R1左端连接V3电位，得到模数转换器ADC1、ADC2输出D_X_2、D_Y_2；数字处理模块DSP根据上述公式(7)计算得到运放实际增益Aop。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的基本构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种运放增益测量电路，其特征在于，包括运放(A_op)、第一模数转换器(ADC1)、第二模数转换器(ADC2)、数字处理模块(DSP)、开关(S0)以及第一至第四电阻(R1～R4)；其中运放(A_op)为待测运放或其复制，第一电阻(R1)一端、第二电阻(R2)一端、第三电阻(R3)一端、第一模数转换器(ADC1)输入端共接于X点，第二电阻(R2)另一端、运放(A_op)输出端、第二模数转换器(ADC2)输入端共接于Y点，第三电阻(R3)另一端、第四电阻(R4)一端、运放(A_op)反相输入端共接于P点，第四电阻(R4)另一端、运放(A_op)同相输入端共接于第一电压(V1)，第一电阻(R1)另一端通过开关(S0)接于第二电压(V2)或第三电压(V3)，第一模数转换器(ADC1)、第二模数转换器(ADC2)的输出端连接数字处理模块(DSP)输入端，数字处理模块(DSP)输出运放实际增益值(Aop)。