集成参数测量仪报告

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1、集成运放参数测试仪作者：李霄孙建国马俊摘要本系统是基于STM32F103Z单片机的运算放大器闭环参数测试系统，该系统采用辅助运放测试方法，可对运放的输入失调电压、输入失调电流、交流差模开环电压增益和交流共模抑制比以及单位增益带宽进行测量。利用DDS芯片AD9851实现了5HZ信号的输出和40kHz～4MHz扫频输出，并具有自动量程转换、自动测量功能和良好的人机交互性。AbstractThissystemisdesignedbasedonSTM32F103Zmicrocontrollertomeasurethecloseloopparametersoftheamplifier.Thesys

2、temcanmeasuretheinputoffsetvoltage、theinputoffsetcurrent、theopenloopACdifferentialmodevoltagegain、theACcommonmoderejectionratioandunitgainbandwidth，usingthemeasuremethodofassistantamplifier.Whatismore,dataprintingiscompletedinthissystem.Thesystemcangeneratesweepsignalwithfrequency5HZandrangefrom4

3、0kHzto4MHz,usingtheDDSchipofAD9851.STM32F103Zmicrocontrollercancontrolrelaystocompleteautomeasurementrangeswitchingandautomeasuring.关键字：STM32F103Z集成运放测量自动测量一、方案论证与比较1．运放参数测试电路方案一：采用集成运放参数的定义设计测试电路。该方案原理简单，电路简洁，易于制作，但是容易自激，噪声比较大，会导致测试结果误差较大。同时在测量失调电流时，采样电阻的阻值会大到数兆欧，因而容易在辅助运放的输出端引入很大的工频干扰。按定义设计的电路测

4、量差模开环增益时，因为开环电压增益通常很高，故要求输入电压很小(几百微伏)才能保证对输入信号线性放大。但在小信号输入条件下测试时，易引入各种干扰，而且获得高质量的小信号也比较困难，所以该方案难以实现。方案二：将测试放大器参数的实现分成4个电路检测。该方案实现各个参数的测量比较好，且有利于各个参数调试。但是对于要实现智能测试该方案较复杂，在电路中所用的继电器太多，很容易引起电磁干扰，不利于系统的整体性能提高，且不能实现电路的智能测试。方案三：按照GB3442—86《半导体集成电路运算(电压)放大器测试方法的基本原理》规定的辅助直流测试法，可实现运算放大器直流参数的准确测量。该方案的测试原理

5、如图1所示。图1GB3442—86规定的运算放大器直流参数测试方法它是目前国际普遍采用的一种测试方法，具有稳定性好、精度高、范围大等特点，可测量各种集成运算放大器的输入失调电压、失调电流、共模抑制比、差模开环增益等参数，测试方便，测量输出的电压范围合适。辅助运放的加入可以降低在测量时对对某些测试电阻精确匹配，有利于提高测试的精度。但该方案同样容易引起自激，且电路复杂度高一些。方案二为国家标准，而且辅助放大器对系统增益的稳定性有很关键的作用，而自激问题可以通过一定的方法抑制，所以在本系统中基本沿用方案三的框架来实现本题的要求2、开关的选择本题设计过程中主要考虑的是能否有效的切换到各参数测量

6、电路中，对于开关的选择有以下三种方案。方案一：用拨号开关来实现电路的切换。拨号开关是完全的用人工进行控制。由于本模块中采用了较多的切换器件，在电路中容易产生混乱，而且如果要做到完全统一调度也是非常困难的，由于是手动控制，效率是非常低的。方案二：用模拟开关来实现电路的切换。模拟开关可以由单片机来控制其通和断，但是，模拟开关在进行切换的时候，会有一些分布参数，例如模拟开关的内阻和分布电容等参数，又因为信号的幅度很小，如果这些参数比较大，就会严重影响到信号。方案三：用继电器来实现电路的切换。继电器可以用集成芯片SN75451来驱动继电器以实现电路的通断。12V直流驱动的继电器的触发电阻≤50ｍ

7、Ω能够满足小幅度信号的要求。基于继电器的以上优点，本模块中采用方案三作为开关，以实现电路的不同功能。3.信号源选择方案一：采用模拟分立器件或单片压控函数发生器ICL8038，通过调整外部元件改变输出信号频率。但是模拟器件元件分散性很大，产生的频率稳定性较差，精度低，抗干扰能力低。一般器件输出的频率范围难以达到4MHz。方案二：用555定时器产生符合要求的正弦波信号。因为测试信号源的精度要求很高，而555定时器的电阻和电容的取值将影响