RU1803890C

RU1803890C - Устройство дл измерени коэффициента вли ни нестабильности источников питани на ЭДС смещени нул операционных усилителей

Info

Publication number: RU1803890C
Application number: SU904823873A
Authority: RU
Inventors: Артур Вартанович Аветисян
Original assignee: Научно-производственное объединение "АНИ"
Priority date: 1990-05-07
Filing date: 1990-05-07
Publication date: 1993-03-23

Abstract

Устройство содержит объект контрол 1, клеммы 2, 3, 4, 5, 6 контактирующего блока, вспомогательный усилитель 7, два масштабных резистора 8 и 9, блок управлени 10, два источника опорных напр жений 11 и 12, модул тор 13, два инвертора 14 и 15, два сумматора 16 и 17, демодулирующа система 18, генератор 19, фазовращатель 20, измеритель посто нного напр жени 21, первый коммутирующий элемент 22, второй коммутирующий элемент 23. 5 ил.

Description

ел

с

00

о со

00

ю о

Изобретение относитс к электроизмерительной технике и предназначено дл использовани в аппаратуре контрол и измерени параметров операционных усилителей (ОУ),

Цель изобретени - повышение точности измерени малых величин коэффициента вли ни нестабильности источников питани на ЭДС смещени нул ОУ.

На фиг. 1 представлена функциональна схема устройства. На фиг. 2 представлены временна диаграмма устройства и эпюры напр жений на входах и выходах блоков, вход щих в устройство дл случа измерени Квл.и.п. при одновременном изменении питающих напр жений. На фиг. 3 - пример выполнени фазовращате- л . На фиг. 4 - пример выполнени блока управлени . На фиг. 5- пример выполнени сумматора.

Устройство содержит (см. фиг. 1) испытуемый ОУ1, клеммы 2, 3, 4, 5, 6 контактирующего устройства (на фиг. 1 не показано), вспомогательный усилитель 7, масштабные резисторы 8 и 9, блок управлени 10, первый источник опорного напр жени 11, второй источник опорного напр жени 12, модул тор 13, первый инвертор 14, второй инвертор 15. первый сумматор 16, второй сумматор 17, демодулирующую систему 18, генератор 19, фазовращатель 20, измеритель посто нного напр жени 21, первый коммутирующий элемент 22, второй коммутирующий элемент 23.

Первый вход вспомогательного усилител 7 соединен с клеммой 6, к которой подключен выход испытуемого ОУ1, а второй вход вспомогательного усилител соединен с общей шиной устройства, выход вспомогательного усилител 7 подключен к первому масштабному резистору 8, второй выход которого через клемму 2 соединен с первым входом испытуемого ОУ1 и вторым масштабным резистором 9, второй конец которого подключен к общей шине устройства , второй вход испытуемого ОУ1 через клемму 3 подключен к общей шине устройства , выход источника опорного напр жени 11 соединен со входом первого инвертора 14, и первым входом сумматора 16, выход инвертора 14 подключен к первому входу сумматора 17, выход источника опорного напр жени 12 соединен с входом модул тора 13, выход которого подключен ко входу второго инвертора 15 и первому выводу коммутирующего элемента 22, второй вывод которого подключен ко второму входу сумматора 16, выход второго инвертора 15 соединен с первым выводом коммутирующего элемента 23. второй вывод

которого подключен ко второму входу сумматора 17, выходы сумматоров 16 и 17 соединены через клеммы 4 и 5 с соответствующими выводами питани испытуемого

ОУ1, выход вспомогательного усилител 7 подключен к входу демодулирующей системы 18, выход которой соединен с входом измерител посто нного напр жени 21, а управл ющий вход демодулирующей системы 18 подключен к первому выходу фазов- ращател 20, второй выход которого соединен с управл ющим входом модул тора 13, а вход с выходом генератора 19, управл ющие входы коммутирующих эле5 ментов 22 и 23 соединены с соответственно с первым и вторым выходами блока управлени 10.

Инверторы 14 и 15 выполнены по общеизвестной схеме с коэффициентом переда0 чи К -1.

Сумматоры 16 и 17 выполнены по общеизвестной схеме на основе усилител мощности (см. В. С. Путников, Интегральна электроника в измерительных устройствах,

5 л., Энерги , 1980, с. 31-32, рис. 2-7,6) с добавлением второго входа (Вх. 2) за счет введени резистора R2 (см. фиг. 5).

В качестве вспомогательного усилител 7 использован ОУ К140УД6.

0 в качестве источников опорного напр жени 11 и 12 использованы источники питани посто нного тока В5-45.

В качестве генератора 19 использован генератор импульсов Г5-60.

5 в качестве измерител посто нного напр жени использован вольтметр В7-28.

Демодулирующа система может быть выполнена по общеизвестным схемам (см. Фрейтер, Синхронный интегратор и демо0 дул тор. Приборы дл научных исследований , 15, 1965, с. 53-56 или см. П. Хоровиц, У. Хилл, Искусство схемотехники, М., Мир, 1984, Т2, с. 383-384, рис. 14.35). Модул тор 13 выполнен по общеизвест5 ной схеме (см. И. Достал. Операционные

усилители. М., Мир, 1982, с. 195, рис. 6, 19).

В качестве коммутирующих элементов

22 и 23 использовано реле РЭС 91, один

конец обмотки которого заземлен, а второй

0 конец вл етс управл ющим входом.

Устройство работает следующим образом . Выходное напр жение источника опорного напр жени 11 поступает на первый вход сумматора 16 и через инвертор 14 на

5 первый вход сумматора 17. На выходах сумматоров формируютс напр жени питани испытуемого ОУ1-( (+Un2), противоположных пол рностей (см. фиг. 2).

Генератор 19 формирует сигнал пр моугольной формы частотой fi, который поступает на вход фазовращател 20. На втором выходе фазовращател формируетс сигнал пр моугольной формы с частотой fi/2. Этим сигналом осуществл етс управление модул тором 13. На вход модул тора поступает напр жение Don с выхода источника опорного напр жени 12. На выходе модул тора 13 формируетс сигнал пр моугольной формы симметричный относительно нулевого уровн с частотой f2 и амплитудой Uon. Это напр жение поступает через коммутирующий элемент 22 на второй вход сумматора 16 непосредственно, а на второй вход сумматора 17 через коммутирующий элемент 23 данный сигнал поступает после инверсии , осуществл емой инвертором 15.

Дл определени Квл.и.п. положительного источника напр жени блок управлени 10 формирует управл ющий сигнал, замыкающий коммутирующий элемент 23. Это вызывает изменение положительного питающего напр жени на величину +U0n и -Uon относительно первоначального уровн с частотой f2.

При определении Квл.и.п. отрицательного источника напр жени , блок управлени 10 формирует управл ющие сигналы, замыкающие коммутирующий элемент 22 и размыкающие коммутирующий элемент 23. Это приводит к тому, что измен етс уже отрицательное питающее напр жение на величину +Uon и-Uon относительно первоначального уровн .

Дл определени Квл.и.п. при одновременном изменении питающих напр жений замыкаютс оба коммутирующих элемента. Это вызывает изменение положительного и отрицательного питающих напр жений на величину+Uon и -Uon относительно первоначального уровн с частотой f2. При этом, при изменении питающего напр жени на величину +U0n, отрицательное питающее напр жение измен етс на величину -Uon, а при изменении положительного питающего напр жени на величину -Uon отрицательное питающее напр жение измен етс на величину + Uon.

Коэффициент вли ни нестабильности источников питани на ЭДС смещени нул испытуемого ОУ1 определ етс по формуле

Jk.

Uon

где Ug - амплитуда дифференциального входного сигнала Ug(t) испытуемого ОУ. обусловленного изменением положительного питающего напр жени ОУ. отрицательного питающего напр жени или же обоих питающих напр жений.

Величина Ug определ етс по результату измерени амплитуды выходного сигнала Uey(t) вспомогательного усилител 7. Причем

10

UBV ()

(2)

где Re - сопротивление масштабного резистора 8;

Rg - сопротивление масштабного резистора 9.

Дл улучшени отношени сигнал/шум, сигнал с выхода вспомогательного усилител поступает на вход демодулирующей системы 18. Управление демодулирующей системы 18 осуществл етс сигналом пр моугольной формы с частотой f2, поступающим с первого выхода фазовращател 20. Сигнал на этом выходе отличаетс от сигнала на втором выходе фазовращател лишь временным сдвигом. Этот сдвиг компенсирует сдвиги вносимые вспомогательным усилителем 7 и испытуемым ОУ1.

Демодулирующа система 18 улучшает отношение сигнал/шум измер емого сигнала и преобразует сигнал переменного тока

UBYW в напр жение посто нного тока

Ux kUey ,

(3),

где К - коэффициент передачи демодулирующей системы.

По результату измерени измерител посто нного напр жени 21 вычисл етс коэффициент вли ни нестабильности источников питани на ЭДС смещени нул

ОУ1 по формуле

(

Rg

R8 + R9 Uon К

)

Ux

(4)

55

45 в предлагаемом устройстве изменение одного из питающих или обоих питающих напр жений осуществл етс на переменном токе, поэтому по вл етс возможность применить синхронное детектирование, что

50 позвол ет измерить малую величину дифференциального входного напр жени измер емого ОУ1. вл ющуюс мерой Квл.и.п. на уровне больших собственных шумов.

Таким образом, предлагаемое устройство в отличие от прототипа позвол ет измерить малые значени коэффициента вли ни нестабильности источников питани на ЭДС смещени нул ОУ. Это дает возможность разбраковывать ОУ с малыми

коэффициентами и тем самым исключить возможность применени бракованных микросхем, что позвол ет повысить надежность и качество работы устройств, где применены данные микросхемы.

Claims

Формула изобретени Устройство дл измерени коэффициента вли ни нестабильности источников питани на ЭДС смещени нул операцион- ных усилителей содержащее первый и второй масштабные резисторы, измеритель посто нного напр жени , первый и второй источники опорного напр жени , первый и второй коммутирующие элементы, вспомо- гательный усилитель, первый вход которого через клемму соединен с выходом объекта контрол , а выход - с первым выводом первого масштабного резистора, второй вывод которого подключен к первому выводу вто- рого масштабного резистора, второй вывод которого соединен с общей шиной устройства , отличающеес тем, что, с целью повышени точности за смет измерени малых величин коэффициента вли ни неста- бильности источников питани на ЭДС смещени нул операционных усилителей, в него введены первый и второй инверторы, первый и второй сумматоры, модул тор, генератор , демодулирующий блок, фазовра- и

щатель и блок управлени , причем вторые входы вспомогательного усилител и объекта контрол подключены к общей шине устройства , а выхо.д вспомогательного усилител соединен с первым входом демо- дулирующего блока, выход которого подключен к входу измерител посто нного напр жени , выход первого источника опорного напр жени соединен с входом первого инвертора и первым входом первого сумматора, выход первого инвертора подключен к первому входу второго сумматора , выход второго источника опорного напр жени соединен с входом модул тора, выход которого подключен к входу второго инвертора и через первый коммутирующий элемент- к второму входу первого сумматора , выход второго инвертора через второй коммутирующий элемент соединен с вторым входом второго сумматора, выходы сумматоров подключены через клеммы соответственно к первому и второму выводам питани испытуемого операционного усилител , выход генератора соединен с входом фазовращател , первый выход которого подключен к управл ющему входу модул тора , а второй - к второму выводу демодули- рующей системы, выходы блока управлени соединены с управл ющими входами коммутирующих элементов.

Фиг.З

Фиг. Ц

rVr.Ј