CN108627686B - 一种测量运放偏置电流的电路及方法和屏蔽控制单元 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测量运放偏置电流的电路及方法和屏蔽控制单元。其中，该电路包括反相输入端控制单元，与被测试运算放大器的反相输入端连接；同相输入端控制单元，与被测试运算放大器的同相输入端连接；第一辅助运放单元，其反相输入端连接被测试运算放大器的输出端，其同相输入端接地；第二辅助运放单元，其反相输入端连接第一辅助运放单元的输出端，其同相输入端接地，其输出端输出电信号；反馈电阻，连接被测试运算放大器反相输入端和第二辅助运放单元的输出端之间，形成负反馈通路。本发明解决了现有技术中运放设备输入偏置电流测量精度低、稳定性差等问题，从测量精度由几个纳安级精确到几个皮安级，适应了市场需求。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种测量运放偏置电流的电路及方法和屏蔽控制单元。
背景技术
伴随着半导体制作工艺的不断提高，制作成本逐渐降低，场效应晶体管输入型运算放大器(简称为FET输入型运算放大器)正在慢慢普及各个领域。在运算放大器应用时，对运算放大器的参数进行测量是很有必要的，比如对偏置电流等参数进行测量，以保证运算放大器的性能正常。
现有的运算放大器测试设备基本上只有十位纳安级的测试能力，而FET输入型运算放大器的重要特性之一就是输入偏置电流可以做到几个纳安到几个皮安之间，因此，现有只具有十位纳安级测试能力的测试设备，由于其测试精度无法达到纳安和皮安精度，并不能对FET输入型运算放大器的偏置电流进行准确、有效的测量。
可见，现有测试标准和设备落后导致不能实现对运算放大器的电流的准确测量，因此，如何升级测试设备来满足运算放大器更高精度的电流测量需求成为亟待解决的技术问题。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种测量运放偏置电流的电路及方法和屏蔽控制单元。
第一方面，本发明实施例提供一种测量运算放大器偏置电流的电路，包括：
反相输入端控制单元，与被测试运算放大器的反相输入端连接；
同相输入端控制单元，与被测试运算放大器的同相输入端连接；
第一辅助运放单元，其反相输入端连接被测试运算放大器的输出端，其同相输入端接地；
第二辅助运放单元，其反相输入端连接第一辅助运放单元的输出端，其同相输入端接地，其输出端输出电信号；
反馈电阻RF，连接被测试运算放大器的反相输入端和第二辅助运放单元的输出端之间，形成负反馈通路。
在一个可选的实施例中，第一辅助运放单元、第二辅助运放单元和反馈电阻RF布设在电路板上；反相输入端控制单元和同相输入端控制单元离电路板大于一定距离布设。
在一个可选的实施例中，反相输入端控制单元包括：第一输入电阻RS、采样电阻RM1和开关K1；
第一输入电阻RS一端接地，另一端连接取样电阻RM1；
取样电阻RM1一端连接第一输入电阻RS，另一端连接被测试运算放大器的反相输入端；
开关K1并联在取样电阻RM1两端；
同相输入端控制单元包括：第二输入电阻RS、采样电阻RM2、开关K2和匹配电阻RF；
第二输入电阻RS一端接地，另一端连接取样电阻RM2；
取样电阻RM2一端连接第二输入电阻RS，另一端连接被测试运算放大器的同相输入端；
开关K2并联在取样电阻RM2两端；
匹配电阻RF一端接地，另一端连接第二输入电阻RS与取样电阻RM2之间的连接电路。
上述的第一输入电阻RS、第二输入电阻RS、取样电阻RM1、取样电阻RM2与反馈电阻RF的阻值确定第一辅助运放单元、第二辅助运放单元与被测试运算放大器构成的负反馈闭环电路的闭环增益，确定计算出的偏置电流的精度。
在一个可选的实施例中，取样电阻RM1与取样电阻RM2为百兆级电阻。
在一个可选的实施例中，取样电阻RM1通过卡扣配合型连接器与被测试运算放大器的反相输入端连接；
取样电阻RM2通过卡扣配合型连接器与被测试运算放大器的同相输入端连接。
在一个可选的实施例中，开关K1和开关K2为电磁继电器开关。
在一个可选的实施例中，第一输入电阻RS与第二输入电阻RS阻值相等；取样电阻RM1与取样电阻RM2阻值相等；反馈电阻RF与匹配电阻RF阻值相等。
在一个可选的实施例中，第一辅助运放单元包括：辅助运算放大器A1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、反馈电阻R4；其中，
辅助运算放大器A1的反相输入端通过电阻R1与被测试运算放大器的输出端相连接，通过电阻R2接地；
辅助运算放大器A1的同相输入端通过电阻R3接地；
反馈电阻R4连接在辅助运算放大器A1的输出端和反相输入端之间，形成负反馈通路。
在一个可选的实施例中，第二辅助运放单元包括：辅助运算放大器A2、电阻R5、电阻R6；其中，
辅助运算放大器A2的反相输入端通过电阻R5与辅助运算放大器A1的输出端相连；
辅助运算放大器A2的同相输入端通过电阻R6接地；
辅助运算放大器A2的输出端输出电信号，且通过反馈电阻RF，与被测试运算放大器反相输入端形成负反馈通路。
在一个可选的实施例中，上述电路还包括补偿电容C1、补偿电容C2和补偿电容C3，其作用是有效储存空间电荷；其中，
补偿电容C1并联在取样电阻RM1两端；
补偿电容C2并联在取样电阻RM2两端；
补偿电容C3并联在反馈电阻RF两端。
在一个可选的实施例中，该电路还包括：屏蔽盒；
屏蔽盒内安装有反相输入端控制单元和同相输入端控制单元。
在一个可选的实施例中，屏蔽盒内的反相输入端控制单元和同相输入端控制单元通过卡扣配合型连接器与被测试运算放大器的反相输入端和同相输入端连接。
第二方面，本发明实施例提供一种使用上述电路测量运算放大器偏置电流的方法，包括：
在反相输入端控制单元和同相输入端控制单元的控制下，获取被测试运算放大器被调节至指定状态时第二辅助运放单元输出端的第一输出电压和第二输出电压；
根据获取到的第一输出电压和第二输出电压，确定被测试运算方法器的偏置电流。
在一个可选的实施例中，获取第二辅助运放单元输出端的第一输出电压和第二输出电压，包括：
反相输入端控制单元的开关K1断开，同相输入端控制单元的开关K2闭合时，获取辅助运算放大器A2输出端的电压得到第一输出电压VOUT1：
反相输入端控制单元的开关K1闭合，同相输入端控制单元的开关K2断开时，获取辅助运算放大器A2输出端的电压得到第二输出电压VOUT2。
在一个可选的实施例中，获取的第一输出电压VOUT1与偏置电流的关系是：
VOUT1＝(Vos+IB﹣*RM1+Ios*RS)(1+RF/RS)
获取的第二输出电压VOUT2与偏置电流的关系是：
VOUT2＝(Vos-IB﹢*RM1+Ios*RS)(1+RF/RS)
其中，Vos为被测试运算放大器的输入失调电压；Ios为被测试运算放大器的输入失调电流；IB﹣为反相端偏置电流；IB﹢为同相端偏置电流。
在一个可选的实施例中，确定被测量运算放大器偏置电流，包括：
计算RM1和RM2阻值相同时的第一输出电压与第二输出电压的电压差：
VOUT1-VOUT2＝(1+RF/RS)*(IB﹣+IB﹢)*RM1
根据电压差计算得到被测试运算放大器的偏置电流：
IB＝(IB﹣+IB﹢)/2＝(VOUT1-VOUT2)/(RM1*(1+RF/RS))/2
其中，IB为同相和反相输入端求均值后的偏置电流。
第三方面，本发明实施例提供一种屏蔽控制单元，包括：反相输入端控制单元、同相输入端控制单元、屏蔽盒和卡扣配合型连接器；
反相输入端控制单元与同相输入端控制单元安装在屏蔽盒内，卡扣配合型连接器设置在屏蔽盒外；
反相输入端控制单元连接至少一个可与被测试运算放大器反相输入端连接的卡扣配合型连接器，和/或连接至少一个可与位于屏蔽盒外部的测试电路连接的卡扣配合型连接器；
同相输入端控制单元连接至少一个可与被测试运算放大器同相输入端连接的卡扣配合型连接器。
在一个可选的实施例中，反相输入端控制单元包括：第一输入电阻RS、采样电阻RM1和开关K1；
第一输入电阻RS一端接地，另一端连接取样电阻RM1；
取样电阻RM1一端连接第一输入电阻RS，另一端连接被测试运算放大器的反相输入端；
开关K1并联在取样电阻RM1两端；
同相输入端控制单元包括：第二输入电阻RS、采样电阻RM2、开关K2和匹配电阻RF；
第二输入电阻RS一端接地，另一端连接取样电阻RM2；
取样电阻RM2一端连接第二输入电阻RS，另一端连接被测试运算放大器的同相输入端；
开关K2并联在取样电阻RM2两端；
匹配电阻RF一端接地，另一端连接输入电阻RS与取样电阻RM2之间的连接电路。
本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
(1)本发明实施例提供的测量运算放大器偏置电流的电路，包括由反相输入端控制单元、同相输入端控制单元、第一辅助运放单元、第二辅助运放单元和反馈电阻组成的负反馈通路，这种采用多级负反馈实现的测试偏置电流的电路与现有技术中单个辅助运放单元组成的正反馈通路相比，能够实现皮安级的偏置电流测量，测试精度高，能实现对偏置电流准确、有效的测量，解决了现有技术中在内部电容的作用输入信号被放大输出后，产生相位移动，致使正反馈电路工作不稳定，产生自激现象，从而导致电路振荡，烧坏电路板等技术问题，本发明采用两个辅助运放单元组成的负反馈电路，电路工作时稳定性强，不易产生自激现象。
(2)本发明实施例提供的测量运算放大器偏置电流的电路，反相输入端控制单元和同相输入端控制单元远离电路板布设，这样将取样电阻与电路板隔离开，防止在皮安级以内取样电阻上有漏电流的叠加效果，使测试结果更加精确稳定。
(3)本发明实施例提供的测量运算放大器偏置电流的电路，取样电阻RM1和取样电阻RM2采用高稳定、高精度、低噪声、低温漂的百兆级电阻，不仅能够精确测量到皮安级偏置电流通过取样电阻后经过放大之后的电压值，而且还降低了取样电阻自身产生的空间电荷效应，提高了测量偏置电流的准确性。
(4)本发明实施例提供的测量运算放大器偏置电流的电路，反相输入端控制单元和同相输入端控制单元不在电路板上安装，然后通过卡扣配合型连接器(简称：BNC插头)与被测试运算放大器反相输入端和正相输入端连接，不仅有效地防止了反相输入端控制单元和同相输入端控制单元安装在电路板上产生漏电流的技术问题，而且由于BNC插头高绝缘电阻特性，完全可以达到控制连接处皮安级漏电的需求。
(5)本发明实施例提供的测量运算放大器偏置电流的电路，反相输入端控制单元和同相输入端控制单元采用电磁继电器开关，实现了测试自动化，将电磁干扰降低到最低。
(6)本发明实施例提供的测量运算放大器偏置电流的电路，在电路中增加了补偿电容，有效储存空间电荷，提供了稳定的电路环境。
(7)本发明实施例提供的测量运算放大器偏置电流的电路，提供的屏蔽盒将反相输入端控制单元和同相输入端控制单元屏蔽，不仅仅起到防止漏电流的产生，还避免了空间电磁场的干扰，使测试精度更加准确、稳定。
(8)本发明实施例提供的测量运算放大器偏置电流的电路，屏蔽控制单元单独设置安装，并采用BNC插头与其余测试电路连接，安装时更加有效，使用方便。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例提供的第一种测试电路的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的第二种测试电路的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的第三种测试电路的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的第四种测试电路的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的第五种测试电路的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的屏蔽控制单元的结构示意图。
其中，
1为反相输入端控制单元；2为正相输入端控制单元；3为第一辅助单元；4为第二辅助单元；DUT为被测试运算放大器。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
第一方面，本发明实施例提供一种测量运算放大器偏置电流的电路，如图1所示，包括：
反相输入端控制单元1，与被测试运算放大器反相输入端连接；
同相输入端控制单元2，与被测试运算放大器同相输入端连接；
第一辅助运放单元3，其反相输入端连接被测试运算放大器的输出端，其同相输入端接地；
第二辅助运放单元4，其反相输入端连接第一辅助运放单元3的输出端，其同相输入端接地，其输出端输出电信号；
反馈电阻RF，连接被测试运算放大器反相输入端和第二辅助运放单元的输出端之间，形成负反馈通路。
本发明实施例提供的测量运算放大器偏置电流的电路，采用两个辅助运放单元组成的负反馈通路。而现有的测试偏置电流的电路中采用正反馈电路，在内部电容的作用输入信号被放大输出后，产生相位移动，致使正反馈电路工作不稳定，产生自激现象，自激现象容易导致电路振荡，烧坏电路板。本发明中采用双辅助运放单元，避免了电路自激现象的产生。
在一个实施例中，第一辅助运放单元、第二辅助运放单元和反馈电阻RF布设在电路板上；反相输入端控制单元和同相输入端控制单元离电路板大于一定距离布设。
反相输入端控制单元和同相输入端控制单元远离电路板布设，这样将取样电阻与电路板隔离开，防止在皮安级以内取样电阻上有漏电流的叠加效果，使测试结果更加精确稳定。
在一个实施例中，反相输入端控制单元包括：第一输入电阻RS、采样电阻RM1和开关K1；
第一输入电阻RS一端接地，另一端连接取样电阻RM1；
取样电阻RM1一端连接第一输入电阻RS，另一端连接被测试运算放大器的反相输入端；
开关K1并联在取样电阻RM1两端；
同相输入端控制单元包括：第二输入电阻RS、采样电阻RM2、开关K2和匹配电阻RF；
第二输入电阻RS一端接地，另一端连接取样电阻RM2；
取样电阻RM2一端连接第二输入电阻RS，另一端连接被测试运算放大器的同相输入端；
开关K2并联在取样电阻RM2两端；
匹配电阻RF一端接地，另一端连接第二输入电阻RS与取样电阻RM2之间的连接电路。
上述的第一输入电阻RS、第二输入电阻RS、取样电阻RM1、取样电阻RM2与反馈电阻RF的阻值确定第一辅助运放单元、第二辅助运放单元与被测试运算放大器构成的负反馈闭环电路的闭环增益，确定计算出的偏置电流的精度。
当前电路对偏置电流的测量精度低，稳定性差。首先对取样电阻进行优化，因为在测量偏置电流的过程中，最基础最重要的部分是偏置电流经过取样电阻后所产生的电压值的准确性，因此取样电阻对偏置电流的测量起到至关重要的作用。
在一个实施例中，取样电阻RM1与取样电阻RM2为百兆级电阻。
进一步优化的，取样电阻RM1与取样电阻RM2为高稳定、高精度、低噪声、低温漂的百兆级电阻。
如图2中虚线部分所示，为电路继电器(开关)和偏置电流取样电阻，当继电器为断开状态时，偏置电流通过取样电阻RM1或RM2，产生电压，产生的电压在经过放大之后，在第二辅助运放单元输出端输出并被测量。当输入偏置电流为皮安级时，取样电阻的阻值不能过小或过大。当取样电阻的阻值过小时，产生的电压过小，即使经过第一辅助运放单元和第二辅助运放单元放大，在第二辅助运放单元的输出端也不容易被测量到；当取样电阻的阻值过大时，又会产生明显的空间电荷效应。
为了解决取样电阻阻值大小所带来的影响，发明人经过多次试验，最终选取高稳定、高精度、低噪声、低温漂的百兆级电阻为取样电阻。
在一个实施例中，参照图3所示，取样电阻RM1通过卡扣配合型连接器(BNC插头)与被测试运算放大器的反相输入端连接；
取样电阻RM2通过卡扣配合型连接器(BNC插头)与被测试运算放大器的同相输入端连接。
当被测试运算放大器输入的偏置电流为1nA以后，取样电阻RM1和RM2上几乎不再有电压变化，经过多次试验观察，电路板的绝缘电阻不够理想，无法做到防止皮安以内的漏电效果，因此当继电器(开关)K1或K2处于断开状态时，取样电阻在偏置电流的基础上，还叠加一个过大的漏电流，当偏置电流过小时，漏电流远大于偏置电流，取样电阻RM1或取样电阻RM2上会一直保持着漏电流的取样电压。为了解决漏电流对测试电路的影响，发明人将反相输入端控制单元和同相输入端控制单元单独设置，不再安装在电路板上。
控制单元一端的取样电阻RM1和RM2通过导线与被测试运算放大器的同相输入端或反相输入端连接。进一步优选的，如图中虚线框中所示，通过BNC插头连接，因为BNC插头多用于高频信号使用，其中的绝缘材料为聚四氟乙烯，具有高绝缘电阻特性，可以控制皮安级电路漏电的需求。反馈电阻RF与开关K1通过导线连接。
上述BNC插头，是一种用于同轴电缆的连接器，全称是Bayonet Nut Connector(卡扣配合型连接器、刺刀螺母连接器，这个名称形象地描述了这种接头外形)，又称为BritishNaval Connector(英国海军连接器，可能是英国海军最早使用这种接头)或Bayonet NeillConselman(Neill Conselman刺刀，这种接头是一个名叫Neill Conselman的人发明的)。因为同轴电缆是一种屏蔽电缆，有传送距离长、信号稳定的优点，被大量用于通信系统中，如网络设备中的E1接口就是用两根BNC插头的同轴电缆来连接的，在高档的监视器、音响设备中也经常用来传送音频、视频信号。本发明应用BNC插头，不仅仅因为其是同轴屏蔽电缆，而且接头绝缘材料为聚四氟，具有高绝缘电阻特征，足以满足绝缘效果，可以起到防止在皮安级电路漏电的需求。
在一个实施例中，开关K1和开关K2为电磁继电器开关。
为实现测试自动化，达到远程控制反相输入端控制单元和同相输入端控制单元的效果，开关均采用电磁继电器开关，因为电磁继电器开关在不使用时，不产生任何干扰；当电磁继电器开关使用时，会产生磁场，为了预防电磁场可能带来的影响，根据电磁继电器内部线圈的排布和洛伦兹力定律对电磁继电器位置进行排布来解决磁场产生的影响。
在一个实施例中，第一输入电阻RS与第二输入电阻RS阻值相等；取样电阻RM1与取样电阻RM2阻值相等；反馈电阻RF与匹配电阻RF阻值相等。
第一输入电阻RS与第二输入电阻RS阻值相等，取样电阻RM1和取样电阻RM2阻值相等，反馈电阻RF和匹配电阻RF阻值相等，确保在被测试运算放大器反相输入端和同相输入端输入的电阻阻值相等；而且取样电阻RM1和取样电阻RM2阻值相等，方便偏置电流的计算。
在一个实施例中，参照图1-图3所示，第一辅助运放单元包括：辅助运算放大器A1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、反馈电阻R4；其中，
辅助运算放大器A1的反相输入端通过电阻R1与被测试运算放大器的输出端相连接，通过电阻R2接地；
辅助运算放大器A1的同相输入端通过电阻R3接地；
反馈电阻R4连接在辅助运算放大器A1的输出端和反相输入端之间，形成负反馈通路。
在一个实施例中，参照图1-图3所示，第二辅助运放单元包括：辅助运算放大器A2、电阻R5、电阻R6；其中，
辅助运算放大器A2的反相输入端通过电阻R5与辅助运算放大器A1的输出端相连；
辅助运算放大器A2的同相输入端通过电阻R6接地；
辅助运算放大器A2的输出端输出电信号，且通过反馈电阻RF，与被测试运算放大器的反相输入端形成负反馈通路。
在一个实施例中，如图4所示，该测试电路还包括补偿电容C1、补偿电容C2和补偿电容C3，其作用是有效储存空间电荷；其中，
补偿电容C1并联在取样电阻RM1两端；
补偿电容C2并联在取样电阻RM2两端；
补偿电容C3并联在反馈电阻RF两端。
由于取样电阻RM1和取样电阻RM2为百兆级电阻，当电阻达到这个数量级时，会使整个测试通路处于一个不稳定状态，主要是由于相位的偏移引起的自激振荡现象，为此，发明人经过多次试验，在该测试电路中添加补偿电容。在图4中可见补偿电容C1、补偿电容C2和补偿电容C3，由于添加了补偿电容，有效存储了空间电荷，避免了输入自激振荡造成输出不稳定，形成一个稳定电路。
在一个实施例中，如图5所示，该测试电路还可以包括：屏蔽盒，该屏蔽盒内安装有反相输入端控制单元和同相输入端控制单元。
空间电磁场的变化对于电子系统均会造成不同程度的干扰；与此同时，电子系统本身也在不同程度上成为其他电子设备的干扰源。所谓电磁兼容性，是指电子系统在预定的环境下，既能够抵御周围电磁场的干扰，又能够较少地影响周围环境。在设计电子系统和布置电路时，电磁兼容性设计的重点是研究周围环境电磁干扰的物理特征，以及采取必要措施抑制干扰源的传播途径，使系统和电路正常工作。通常采用隔离、屏蔽、接地、滤波、去偶等技术来获得较强的抗干扰能力，本发明实施例采用的是屏蔽盒，然后将屏蔽盒接地来防止空间电磁场对电子系统和电路的干扰。此外，必要时还应选用抗干扰能力较强的元器件，对元器件进行精密地调整。
在一个实施例中，如图5所示，屏蔽盒内的反相输入端控制单元和正相输入端控制单元通过卡扣配合型连接器(BNC插头)与被测试运算放大器的同相输入端和反相输入端连接。反馈电阻RF与开关K1通过BNC插头连接。
第二方面，本发明实施例还提供了一种使用上述电路来测量运算放大器偏置电流的方法，包括：
在反相输入端控制单元和同相输入端控制单元的控制下，获取被测试运算放大器被调节至指定状态时第二辅助运放单元输出端的第一输出电压和第二输出电压；
根据获取到的第一输出电压和第二输出电压，确定被测试运算方法器的偏置电流。
在一个实施例中，获取第二辅助运放单元输出端的第一输出电压和第二输出电压，包括：
反相输入端控制单元的开关K1断开，同相输入端控制单元的开关K2闭合时，获取辅助运算放大器A2输出端的电压得到第一输出电压VOUT1：
反相输入端控制单元的开关K1闭合，同相输入端控制单元的开关K2断开时，获取辅助运算放大器A2输出端的电压得到第二输出电压VOUT2。
上述获取的第一输出电压VOUT1与偏置电流的关系是：
VOUT1＝(Vos+IB﹣*RM1+Ios*RS)(1+RF/RS)
获取的第二输出电压VOUT2与偏置电流的关系是：
VOUT2＝(Vos-IB﹢*RM1+Ios*RS)(1+RF/RS)
其中，Vos为被测试运算放大器的输入失调电压；Ios为被测试运算放大器的输入失调电流；IB﹣为反相端偏置电流；IB﹢为同相端偏置电流。
由于上述参数Vos、Ios、IB﹣、IB﹢仅限在公式推导过程中使用，计算过程中不涉及具体数值，属于中间参数，在此不用测量。
在一个实施例中，计算RM1和RM2阻值相同时的第一输出电压与第二输出电压的电压差：
VOUT1-VOUT2＝(1+RF/RS)*(IB﹣+IB﹢)*RM1
根据电压差计算得到被测试运算放大器的偏置电流：
IB＝(IB﹣+IB﹢)/2＝(VOUT1-VOUT2)/(RM1*(1+RF/RS))/2
其中，IB为同相和反相输入端求均值后的偏置电流。
第三方面，本发明实施例提供一种屏蔽控制单元，参照图6所示，包括：反相输入端控制单元、同相输入端控制单元、屏蔽盒和卡扣配合型连接器(简称BNC插头)；
反相输入端控制单元与同相输入端控制单元安装在屏蔽盒内，卡扣配合型连接器设置在屏蔽盒外；
反相输入端控制单元连接至少一个可与被测试运算放大器反相输入端连接的卡扣配合型连接器，和/或连接至少一个可与位于屏蔽盒外部的测试电路连接的卡扣配合型连接器；
同相输入端控制单元连接至少一个可与被测试运算放大器同相输入端连接的卡扣配合型连接器。
在一个可选的实施例中，反相输入端控制单元包括：第一输入电阻RS、采样电阻RM1和开关K1；
第一输入电阻RS一端接地，另一端连接取样电阻RM1；
取样电阻RM1一端连接第一输入电阻RS，另一端连接被测试运算放大器的反相输入端；
开关K1并联在取样电阻RM1两端；
同相输入端控制单元包括：第二输入电阻RS、采样电阻RM2、开关K2和匹配电阻RF；
第二输入电阻RS一端接地，另一端连接取样电阻RM2；
取样电阻RM2一端连接第二输入电阻RS，另一端连接被测试运算放大器的同相输入端；
开关K2并联在取样电阻RM2两端；
匹配电阻RF一端接地，另一端连接输入电阻RS与取样电阻RM2之间的连接电路。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则发明也意图包含这些改动和变型在内。
除非另外具体陈述，术语比如处理、计算、运算、确定、显示等等可以指一个或更多个处理或者计算系统、或类似设备的动作和/或过程，所述动作和/或过程将表示为处理系统的寄存器或存储器内的物理(如电子)量的数据操作和转换成为类似地表示为处理系统的存储器、寄存器或者其他此类信息存储、发射或者显示设备内的物理量的其他数据。信息和信号可以使用多种不同的技术和方法中的任何一种来表示。例如，在贯穿上面的描述中提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以用电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者其任意组合来表示。
应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。
结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。
对于软件实现，本申请中描述的技术可用执行本申请所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
Claims (3)
1.一种使用测量运算放大器偏置电流电路测量运算放大器偏置电流的方法，其特征在于：
所述测量运算放大器偏置电流电路包括：
反相输入端控制单元，包括：第一输入电阻RS、取样电阻RM1和开关K1；所述第一输入电阻RS一端接地，另一端连接取样电阻RM1；所述取样电阻RM1一端连接所述第一输入电阻RS，另一端用于连接被测试运算放大器的反相输入端；补偿电容C1并联在取样电阻RM1两端；所述开关K1并联在所述取样电阻RM1两端；同相输入端控制单元，包括：第二输入电阻RS、取样电阻RM2、开关K2和匹配电阻RF；所述第二输入电阻RS一端接地，另一端连接取样电阻RM2；所述取样电阻RM2一端连接所述第二输入电阻RS，另一端用于连接所述被测试运算放大器的同相输入端；所述开关K2和补偿电容C2并联在所述取样电阻RM2两端；所述匹配电阻RF一端接地，另一端连接所述第二输入电阻RS与所述取样电阻RM2之间的连接电路；
第一辅助运放单元，其反相输入端连接所述被测试运算放大器的输出端，其同相输入端接地；第二辅助运放单元，其反相输入端连接所述第一辅助运放单元的输出端，其同相输入端接地，其输出端输出电信号；反馈电阻RF，连接所述被测试运算放大器的反相输入端和所述第二辅助运放单元的输出端之间，补偿电容C3并联在反馈电阻RF两端，形成负反馈通路；其中，所述第一辅助运放单元、第二辅助运放单元和反馈电阻RF布设在电路板上；所述反相输入端控制单元和所述同相输入端控制单元安装在屏蔽盒内且距离所述电路板大于一定距离布设；所述屏蔽盒外设置有卡扣配合型连接器；所述反相输入端控制单元的取样电阻RM1通过所述卡扣配合型连接器与所述被测试运算放大器的反相输入端连接；所述同相输入端控制单元的取样电阻RM2通过所述卡扣配合型连接器与所述被测试运算放大器的同相输入端连接，且所述取样电阻RM1与取样电阻RM2为百兆级电阻；
使用所述测量运算放大器偏置电流电路测量运算放大器偏置电流的方法包括：
反相输入端控制单元的开关K1断开，同相输入端控制单元的开关K2闭合时，获取辅助运算放大器A2输出端的电压得到第一输出电压VOUT1：
反相输入端控制单元的开关K1闭合，同相输入端控制单元的开关K2断开时，获取辅助运算放大器A2输出端的电压得到第二输出电压VOUT2；
计算RM1和RM2阻值相同时的第一输出电压与第二输出电压的电压差：
VOUT1 - VOUT2 = （1+RF/RS）*（IB﹣+ IB﹢）* RM1
根据电压差计算得到被测试运算放大器的偏置电流：
IB = (IB﹣+ IB﹢) / 2 = (VOUT1 - VOUT2) / (RM1 *（1+RF/RS）)/2
其中，IB为同相和反相输入端求均值后的偏置电流；IB﹣为反相端偏置电流；IB﹢为同相端偏置电流。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一输入电阻RS与所述第二输入电阻RS阻值相等；所述取样电阻RM1与所述取样电阻RM2阻值相等；所述反馈电阻RF与所述匹配电阻RF阻值相等。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量运算放大器偏置电流电路的所述第一辅助运放单元包括：辅助运算放大器A1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、反馈电阻R4；其中，
所述辅助运算放大器A1的反相输入端通过电阻R1与被测试运算放大器的输出端相连接，通过电阻R2接地；
所述辅助运算放大器A1的同相输入端通过电阻R3接地；
所述反馈电阻R4连接在辅助运算放大器A1的输出端和反相输入端之间，形成负反馈通路；
所述第二辅助运放单元包括：辅助运算放大器A2、电阻R5、电阻R6；其中，
所述辅助运算放大器A2反相输入端通过所述电阻R5与所述辅助运算放大器A1的输出端相连；
所述辅助运算放大器A2的同相输入端通过所述电阻R6接地；
所述辅助运算放大器A2的输出端输出电信号，且通过反馈电阻RF，与所述被测试运算放大器的反相输入端形成负反馈通路。
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