CN203324439U

CN203324439U - 集成运算放大器的测试仪

Info

Publication number: CN203324439U
Application number: CN201320350001XU
Authority: CN
Inventors: 丁健; 王彬彬; 汪俊
Original assignee: Chuzhou University
Current assignee: Chuzhou University
Priority date: 2013-06-18
Filing date: 2013-06-18
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2023-06-18

Abstract

本实用新型公开了一种集成运算放大器的测试仪，包括输入设备、显示电路、微控制器、测试电路和信号源电路；所述测试电路、显示电路和输入设备均与所述微处理器相连接，所述测试电路还与被测集成运算放大器和信号源电路相连接。测试电路由两级运放构成。所述信号源电路采用集成芯片ICL8038产生正弦信号。本实用新型的集成运算放大器的测试仪，具有测试精度高、信号源抗干扰性强、整体稳定性好等优点。

Description

集成运算放大器的测试仪

技术领域

本实用新型涉及一种集成运算放大器的测试仪。

背景技术

能放大直流信号的放大器叫直流放大器。直流宽带放大器可以对宽频带、小信号、交直流信号进行高增益的放大，广泛应用于军事和医用设备等高科技领域上，具有很好的发展前景。直流放大器常用于测量仪表。集成运算放大器（Integrated Operational Amplifier）简称集成运放，是由多级直接耦合放大电路组成的高增益模拟集成电路。它的增益高（可达60～180dB），输入电阻大（几十千欧至百万兆欧），输出电阻低（几十欧），共模抑制比高（60～170dB），失调与飘移小，而且还具有输入电压为零时输出电压亦为零的特点，适用于正，负两种极性信号的输入和输出。

在对集成运算放大器的测试过程中，常常需要检测输入失调电压V_IO、输入失调电流I_IO、开环电压增益A_VD和共模抑制比K_CMR等基本参数。

在现有的集成运放测试电路中，常常采用一级运放的测试电路，一般适合精度较低的集成运放测试，无法对精度较高的运算放大器进行测试。在现有的集成运放测试电路中常常采用利用传统的模拟分立元件或单片压控函数发生器MAX038作为信号源，其可产生三角波、方波、正弦波，通过调整外围元件可以改变输出频率、幅度，但由于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。

实用新型内容

本实用新型是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种集成运算放大器的测试仪，以提高集成运放的测试精度和信号源的抗干扰性能。

本实用新型为解决技术问题采用以下技术方案。

集成运算放大器的测试仪，其结构特点是，包括输入设备、显示电路、微控制器、测试电路和信号源电路；所述测试电路、显示电路和输入设备均与所述微控制器相连接，所述测试电路还与被测集成运算放大器和信号源电路相连接。

本实用新型的集成运算放大器的测试仪还具有以下技术特点。

所述测试电路包括电阻R1～R8、电容C2、开关J1～J4、高增益运算放大器U1和双极性运算放大器集成电路U2；所述高增益运算放大器U1和双极性运算放大器集成电路U2通过电阻R5相连接。

所述信号源电路包括振荡器U3、运算放大器U4、电阻R9～R13、电容C1和电阻Rv1～Rv3；所述电阻R9～R13、电容C1和电阻Rv1～Rv3均与所述振荡器U3相连接，所述运算放大器U4通过所述电阻R10和R11与所述振荡器U3相连接。

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：

本实用新型的集成运算放大器的测试仪，测试电路采用高增益运算放大器U1和双极性运算放大器集成电路U2构成两级运放电路，测试精度高。信号源电路采用了具有多种波形输出的精密振荡集成电路ICL8038，实现了高精度、高稳定度的5Hz测试信号源，信号源具有较好的抗干扰性能，提高了测试的精度和仪器的稳定性。

本实用新型的集成运算放大器的测试仪，具有测试精度高、信号源抗干扰性强、整体稳定性好等优点。

附图说明

图1为本实用新型的集成运算放大器的测试仪的结构框图。

图2为本实用新型的集成运算放大器的测试仪的测试电路的电路图。

图3为本实用新型的集成运算放大器的测试仪的信号源电路的电路图。

以下通过具体实施方式，并结合附图对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参见图1，集成运算放大器的测试仪包括输入设备、显示电路、微控制器、测试电路和信号源电路；所述测试电路、显示电路和输入设备均与所述微控制器相连接，所述测试电路还与被测集成运算放大器和信号源电路相连接。

如图2，所述测试电路包括电阻R1～R8、电容C2、开关J1～J4、高增益运算放大器U1和双极性运算放大器集成电路U2；所述高增益运算放大器U1和双极性运算放大器集成电路U2通过电阻R5相连接。

如附图2所示，主测试电路利用被测器件UA741CD+辅助运放OP07AH模式，当被测运放输出信号为零或者某一规定值时（此时J3、J4为Space），被测运放两输入端所加直流补偿电压经辅助运放OP07AH放大后经数字电压表测量，最终达到测量VIO、IIO电参数的目的；当被测运放输出信号为零或者某一规定值时（此时J3为Space、J4引入信号源），通过引入信号源经辅助运放OP07AH放大后经数字电压表测量，最终可对AVD电参数进行测量；当被测运放输出信号为零或者某一规定值时（此时J3引入信号源、J4为Space），通过在被测器件输入端引入信号源，最终达到测量KCMR电参数的目的。

高增益运算放大器U1优选UA741，UA741是用于军事，工业和商业应用.这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作。这些类型还具有广泛的共同模式，差模信号范围和低失调电压调零能力与使用适当的电位。

双极性运算放大器集成电路U2优选低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路Op07芯片。由于OP07具有非常低的输入失调电压（对于OP07A最大为25μV），所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。OP07同时具有输入偏置电流低（OP07A为±2nA）和开环增益高（对于OP07A为300V/mV）的特点，这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。特点：超低偏移：150μV最大。低输入偏置电流：1.8nA。低失调电压漂移：0.5μV/。℃超稳定时间：2μV/month最大高电源电压范围：±3V至±22V。工作电源电压范围是±3V～±18V；OP07完全可以用单电源供电，用单＋5V也可以供电，但是线性区间太小，单电源供电，模拟地在1/2VCC.建议电源最好>8V，否则线性区实在太小，放大倍数无法做大，很容易充顶饱和。

如图3，所述信号源电路包括振荡器U3、运算放大器U4、电阻R9～R13、电容C1和电阻Rv1～Rv3；所述电阻R9～R13、电容C1和电阻Rv1～Rv3均与所述振荡器U3相连接，所述运算放大器U4通过所述电阻R10和R11与所述振荡器U3相连接。

如附图3所示，脚1、12（Sine Wave Adjust）：正弦波失真度调节；脚2（Sine Wave Out）：正弦波输出；脚3（Triangle Out）：三角波输出；脚4、5（Duty Cycle Frequency）：方波的占空比调节、正弦波和三角波的对称调节；脚6（V＋）：正电源±10V～±18V；脚7（FM Bias）：内部频率调节偏置电压输；脚8(FM Sweep)：外部扫描频率电压输入；脚9（Square Wave Out）：方波输出，为开路结构；脚10（Timing Capacitor）：外接振荡电容；脚11（V－or GND）：负电原或地；脚13、14（NC）：空脚。

由于ICL8038单片函数发生器所产生的正弦波是由三角波经非线性网络变换而获得。该芯片的第1脚和第12脚就是为调节输出正弦波失真度而设置的。第12脚调节振荡电容在放电时间过程中的非线性逼近点，在实际应用中，两只100K的电位器应选择多圈精度电位器，反复调节，可以达到很好的效果。

函数信号的频率和占空比由R1、R2和C1决定，其频率为F，周期T，t1为振荡电容充电时间，t2为放电时间。

T＝t1＋t2

f＝1／T

由于三角函数信号在电容充电时，电容电压上升到比较器规定输入电压的1／3倍，分得的时间为t1=CV/I=(C1+1/3·Vcc·R1)/(1/5·Vcc)=5/3R1·C1

在电容放电时，电压降到比较器输入电压的1／3时，分得的时间为

t2＝CV／I＝（C1＋1／3·Vcc）／（2／5·VccR2－1／5·Vcc／R1）

＝（3／5·R1＊R2·C1）／（2R1－R2）

f＝1／（t1＋t2）＝3／｛5R1＊C1［1＋R2／（2R1－R2）］｝

如果R1＝R2，就可以获得占空比为50％的方波信号或正弦信号。其频率f＝3／（10R1＊C1）。

所述振荡器U3优选具有多种波形输出的精密振荡集成电路ICL8038。ICL8038只需调整个别的外部元件就能产生从01001～300kHz的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。另外由于该芯片具有调频信号输入端,所以可以用来对低频信号进行频率调制。具有在发生温度变化时产生低的频率漂移，最大不超过50ppm/。℃正弦波输出具有低于1%的失真度。三角波输出具有0．1%高线性度。具有0．001Hz～1MHz的频率输出范围；工作变化周期宽。2%～98%之间任意可调；高的电平输出范围。从TTL电平至28V。具有正弦波、三角波和方波等多种函数信号输出。易于使用，只需要很少的外部条件。

Claims

1.集成运算放大器的测试仪，其特征是，包括输入设备、显示电路、微控制器、测试电路和信号源电路；所述测试电路、显示电路和输入设备均与所述微控制器相连接，所述测试电路还与被测集成运算放大器和信号源电路相连接。

2.根据权利要求1所述的集成运算放大器的测试仪，其特征是，所述测试电路包括电阻R1～R8、电容C2、开关J1～J4、高增益运算放大器U1和双极性运算放大器集成电路U2；所述高增益运算放大器U1和双极性运算放大器集成电路U2通过电阻R5相连接。

3.根据权利要求1所述的集成运算放大器的测试仪，其特征是，所述信号源电路包括振荡器U3、运算放大器U4、电阻R9～R13、电容C1和电阻Rv1～Rv3；所述电阻R9～R13、电容C1和电阻Rv1～Rv3均与所述振荡器U3相连接，所述运算放大器U4通过所述电阻R10和R11与所述振荡器U3相连接。