Микросхемы интегральные. Методы измерения частоты среза и частоты единичного усиления операционных усилителей

СОЮЗА ССР

МИКРОСХЕМЫ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ СРЕЗА И ЧАСТОТЫ

ЕДИНИЧНОГО УСИЛЕНИЯ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

ГОСТ 23089.13-86

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва

Integrated microcircuits. Measurement methods of the operational amplifiers cut-off frequency and unitary-gain frequency
ОКП 62 3100
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26 августа 1986 г. Н2 2485 срок действия установлен
до 01.01.93
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на операционные уси­лители и устанавливает методы измерения частоты среза fcp3 и частоты единичного усиления fa:
метод 1 — измерение частоты среза с плавным изменением частоты входного сигнала;
метод 2 — измерение частоты единичного усиления на фикси­рованной частоте.
Расчет значения частоты среза по известным значениям коэф­фициента усиления на постоянном токе и частоты единичного уси­ления приведен в справочном приложении 1.
Стандарт соответствует Публикации МЭК 147-2J в части тре­бований к методу измерения частоты среза операционных усили­телей (ОУ).
Общие требования к измерению и требования безопасности — по ГОСТ 23089.0—78.

1. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ СРЕЗА С ПЛАВНЫМ ИЗМЕНЕНИЕМ

ЧАСТОТЫ ВХОДНОГО СИГНАЛА

1.1. Принцип, условия и режим измерений
1.1.1. Метод основан на нахождении на амплитудно-частотной характеристике проверяемого ОУ частоты, на которой коэффи­циент усиления (Ку, и) ОУ уменьшается на 3 дБ относительно зна­чения на заданной частоте f0.
Перепечатка воспрещена
© Издательство стандартов, 1986

1.1.2. Электрический режим и условия измерения должны соот­ветствовать установленным в стандартах или технических усло­виях на ОУ конкретных типов.
1.2. Аппаратура
1.2.1. Измерения следует проводить на установке, электричес­кая структурная схема которой приведена на чертеже.
1.2.2. Сопротивление резистора Т?з“Т?4 выбирают из условия
/?з<0,01 /?вх,
где 7?вх — типовое значение модуля входного сопротивления ОУ.
1.2.3.
1.2.4. Сопротивление резисторов /?і=Т?5 И /?2 выбирают из сле­дующих условий:
(2)
где [7см, max — абсолютное максимальное значение напряжения (э. д. с.) смещения нуля проверяемого ОУ; U 'вых, max— абсолютное максимальное значение выходного напряжения вспомогательного устройства балансировки (ВУБ);

где Rpvj —входное сопротивление измерителя PV1; Rgi —мини­мальное допустимое сопротивление нагрузки источника перемен­ного напряжения;

где Rs— минимальное допустимое сопротивление нагрузки ВУБ

1.2.5. Сопротивление резистора R& выбирают из условия

где RPv2 — входное сопротивление измерителя; Ra — модуль входного сопротивления ВУБ; 7?н— сопротивление нагрузки, уста­новленное в стандартах или технических условиях на ОУ конкрет­ных типов.
1.2.6. Сопротивление резистора Я? выбирают из условия
/?т>2 /?н. (6)
1.2.7. Допустимые отклонения сопротивления резисторов 7?!—Т?7 должны быть в пределах ±0,5%.
1.2.8. Источник переменного напряжения G1 должен обеспе­чивать установление и поддержание на время измерения перемен­ного напряжения синусоидальной формы U\, установленного в стандартах или технических условиях на ОУ конкретных типов, с погрешностью в пределах ±3% в диапазоне частот от fo до fB.
Частоту fo указывают в стандартах или технических условиях на ОУ конкретных типов, а частоту fB выбирают из условия
Усрз.шах? (7)
где fB — верхний предел измерения частоты среза ОУ на уста­новке; fcpa, шах — максимальное значение частоты среза проверяе­мого ОУ.
Нестабильность по напряжению источника переменного напря* жения G1 за время измерения не должна превышать ±2%.
Погрешность установления и поддержания частоты перемен­ного напряжения источника G1 должна находиться в пределах
Источники постоянного напряжения G2 и G3 должны обеспечивать установление и поддержание напряжения питания
,
1.2.9. установленного в стандартах или технических условиях на ОУ конкретных типов, с погрешностью в пределах ± 1 %.
1.2.10. Емкость конденсатора Ci выбирают из условия
(8)
Допустимое отклонение емкости конденсатора Ci должно нахо­диться в пределах ±5%.
1.2.11. Емкость конденсатора Сг выбирают из условия

где Сн — емкость нагрузки, установленная в стандартах или тех­нических условиях на ОУ конкретных типов; Сп — паразитная ем­кость выходной цепи проверяемого ОУ; CpV2 — входная емкость измерителя PV2\ С а — входная емкость ВУБ.
Допустимое отклонение емкости конденсатора Сг должно на­ходиться в пределах ±2%.
1.2.12. Емкость конденсатора Сз выбирают из условия
! <0,05Я7, (10)
Допустимое отклонение емкости конденсатора С3 должно на­ходиться в пределах ±5%.
1.2.13. Измеритель переменного напряжения PV1 должен обес­печивать измерение напряжения в суммирующей точке с с по­грешностью в пределах ±4% в диапазоне частот от f0 до fB.
1.2.14. Измеритель переменного напряжения PV2 должен обеспечивать измерение напряжения ивых на выходе проверяемо­го ОУ с погрешностью в пределах ±4?% в диапазоне частот от fo ДО /в.
1.2.15. Коэффициент усиления вспомогательного устройства балансировки (ВУБ) на частоте f0 должен удовлетворять усло­вию
/Гу,о>10,
где К'у.о —коэффициент усиления ВУБ на частоте fQ.
ВУБ, резистор R7 и конденсатор СЗ исключают из схемы из^ мерительной установки, если выполняется условие

где С/ВЫх,тах — абсолютное максимальное значение выходного на­пряжения ОУ.
При этом выход проверяемого ОУ подсоединяют к правому по схеме выводу резистора /?5. В этом случае значение сопротивле­ния резистора /?б вместо условия (5) выбирают из условия

1.3. П од готовка и проведение измерений
1.3.1. Подключают ОУ к измерительной установке.
1.3.2. На ОУ подают напряжение питания от источников G2 и G3.
1.3.3. От источника G1 подают переменное напряжение с частотой /0.
1.3.4. Измеряют напряжение 17с, 0 в суммирующей точке с из­мерителем PV1 и напряжение І7вых,о на выходе ОУ измерите­лем PV2.
1.3.5. Увеличивают частоту переменного напряжения источни­ка G1 до такого значения частоты f, на которой выполняется ус­ловие

Регистрируют частоту переменного напряжения, равную часто­те среза /срз проверяемого ОУ.
1.4. Показатели точности измерений
1.4.1. Показатели точности измерения частоты среза должны соответствовать установленным в стандартах или технических условиях на ОУ конкретных типов с доверительной вероятностью 0,95.
Границы интервала, в котором находится погрешность изме­рения, определяют по формулам приложения 2.

2. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ ЕДИНИЧНОГО УСИЛЕНИЯ

НА ФИКСИРОВАННОЙ ЧАСТОТЕ

2.1. Принцип, условия и режим измерений
2.1.1. Метод основан на измерении коэффициента усиления проверяемого ОУ на фиксированной частоте fQ и дальнейшем вы­числении частоты единичного усиления.
2.1.2. Значение частоты fo должно находиться в пределах ли­нейного участка спада амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) проверяемого ОУ и должно выбираться из ряда 10п кГц, где п = 0, 1, 2, 3 ...
2.1.3. Электрический режим и условия измерения должны со­ответствовать установленным в стандартах или технических усло­виях на ОУ, конкретных типов.
2.1.4. Метод необходимо применять для ОУ, имеющих спад АЧХ в области высоких частот, равный 20 дБ/дек.
2.1.5. Для ОУ, у которых спад амплитудно-частотной характе­ристики в области высоких частот отличен от 20 дБ/дек, рекомен­дуется применять метод измерения частоты единичного усиления с плавным изменением частоты входного сигнала по рекомендуе­мому приложению 3.
2.2. Аппаратура
2.2.1. Измерения следует проводить на установке, электричес­кая структурная схема которой приведена на чертеже.
2.2.2. Сопротивления резисторов R1—R7 должны удовлетво­рять требованиям пп. 1.2.2—1.2.6.
2.2.3. Источник переменного напряжения G1 должен обеспечи­вать установление и поддержание на время измерения перемен­ного напряжения синусоидальной формы установленного в стандартах или технических условиях на ОУ конкретных типов, с погрешностью в пределах ±3%.
Частоту переменного напряжения Jo выбирают по п. 2.1.2.
Нестабильность по напряжению источника переменного напря­жения G1 за время измерения не должна превышать ±2%.
Погрешность установления и поддержания частоты перемен­ного напряжения источника G1 должна находиться в пределах ±2%.
2.2.4. Источники постоянного напряжения G2 и G3 должны удовлетворять требованиям п. 1.2.8.
2.2.5. Емкости конденсаторов С1 — СЗ должны удовлетворять требованиям пп. 1.2.9—1.2.11.
2.2.6. Измеритель переменного напряжения PV1 должен обес­печивать измерение напряжения Uc в суммирующей точке с с по­грешностью в пределах ±2% на частоте f0.
2.2.7. Измеритель переменного напряжения PV2 должен обес­печивать измерение напряжения (7Вых на выходе проверяемого ОУ с погрешностью в пределах ±2% на частоте
2.3. Подготовка и проведение измерений
2.3.1. Подключают ОУ к измерительной установке.
2.3.2. На ОУ подают напряжение питания от источника G2 и G3.
2.3.3. От источника G1 подают переменное напряжение с часто­той /о-
2.3.4. Измеряют напряжение Uc в суммирующей точке с изме­рителем PV1.
2.3.5. Измеряют напряжение І7вых на выходе проверяемого ОУ измерителем PV2.

2.4. Обработка результатов измерений
2.4.1. Частоту единичного усиления ОУ fi определяют по фор­муле

2^5. Показатели точности измерений
2.5.1. Показатели точности измерения частоты единичного уси­
ления проверяемого ОУ должны соответствовать установленным в стандартах или технических условиях на ОУ конкретных типов с доверительной вероятностью 0,95.
Границы интервала, в котором находится погрешность изме­
рения, определяют по формулам рекомендуемого приложения 2.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

РАСЧЕТ ЗНАЧЕНИЯ ЧАСТОТЫ СРЕЗА И ЧАСТОТЫ ЕДИНИЧНОГО

УСИЛЕНИЯ ОУ ПО ИЗВЕСТНОМУ ЗНАЧЕНИЮ КОЭФФИЦИЕНТА

УСИЛЕНИЯ НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ

Для ОУ, имеющих однополюсную АЧХ со спадом 20 дБ/дек, частота среза может быть определена по известному значению коэффициента усиления на ПОСТОЯННОМ токе Ку, V И частоты единичного усиления fl по формуле
/срз
Коэффициент усиления на ПОСТОЯННОМ токе Ку, и может быть определен по ГОСТ 23089.1—83, а частота единичного усиления fi — по методу 2 или реко­мендуемому приложению 3 настоящего стандарта
'М ! і