Микросхемы интегральные. Метод измерения частоты полной мощности операционных усилителей

*** 'ft до*

Н Н Ы Й

СОЮЗА ССР

МИКРОСХЕМЫ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ

МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ ПОЛНОЙ

МОЩНОСТИ ОПЕРАЦИОННЫХ

УСИЛИТЕЛЕЙ

ГОСТ 23089.15-90

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО УПРАВЛЕНИЮ

КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ И СТАНДАРТАМ

Москва

МИКРОСХЕМЫ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ

Метод намерения частоты полной
мощности операционных усилителей
Integrated circuits. Method of measuring full
power frequency of operational amplifiers
ОКП 52 3100
Срок действия с 01.07.91
до 01.07.96
Настоящий стандарт устанавливает метод измерения частоты полной мощности fP операционных усилителей (далее —ОУ).
Расчет значения частоты полной мощности по известному зна­чению максимальной скорости нарастания выходного напряжения приведен в приложении 1.
Общие требования и требования безопасности — по ГОСТ 230'89.0.

1. УСЛОВИЯ И РЕЖИМ ИЗМЕРЕНИЯ

1.1. Метод основан на нахождении максимальной частоты, на которой коэффициент гармоник 7(г выходного напряжения ОУ при максимальном размахе выходного напряжения не превышает значения, установленного в ТУ на ОУ конкретных типов.
1.2. Измерение fp проводят при подаче на вход ОУ перемен­ного напряжения синусоидальной формы при инвертирующем или неинвертирующем включении ОУ.
1.3. Коэффициент усиления схемы включения с отрицательной обратной связью Ку,гос, при котором измеряют частоту нолйой мощности fPi выбирают из ряда 1,2, 5, 10.
1.4. Электрический режим и условия измерения должны со­ответствовать установленным в ТУ на ОУ конкретных типов.

2. АППАРАТУРА

2.1. Измерения следует проводить на установке, электричес­кая структурная схема которой приведена на чертеже.
Перепечатка воспрещена
© Издательство стандартов, 1999
2.2. Сопротивления резисторов (Ki— Кз) в омах при инверти­рующем включении ОУ должны быть выбраны из следующих ус­ловий
^>10 Квых Glj
Кз— Ку, U ос (Ki Н Квых (71);
К (^1+^вых Gl)
^з+(ЯгН?Вых 01
гдеКвыхсі— выходное сопротивление источника переменного на­пряжения G7, Ом.
2.3. Сопротивления резисторов (Ki—R3) в омах при неинвер­тирующем включении с коэффициентом Ку, и ос>1 должны быть выбраны из следующих условий
(4)
(5) (6)
Сопротивление резистора (Кб) в омах выбирают из условия

где Rbxpv— входное сопротивление измерителя PV, Ом;
Kbxds—входное сопротивление устройства выборки и хра­нения DS, Ом;
Квхр — входное сопротивление измерителя нелинейных ис­кажений Р, Ом;
Кн — сопротивление нагрузки, установленное в ТУ на ОУ конкретных типов, Ом.
2.4. Сопротивления резисторов R% и R3 в омах при неинверти­рующем включении ОУ С коэффициентом Ку, 17 ОС =1 должны быть равны нулю, а резисторы Ki, Ra и устройства выборки и хранения DS исключены.

Сопротивление резистора (Кб) в омах выбирают из условия
(8)
2.5. Сопротивление резистора К4 в омах выбирают из условия
К4>100К2. (9
)

2.6. Допустимые отклонения сопротивления резисторов должны быть в пределах ±0,5 %.
2.7. Источник переменного напряжения G1 должен обеспечи­вать установление и поддержание на время измерения перемен­ного напряжения синусоидальной формы установленного в 7 У на ОУ конкретных типов с погрешностью в пределах ±3 % в диапазоне частот от f0 до fB.
Частоту f0 указывают в ТУ на ОУ конкретных типов, а часто­ту выбирают из условия
(10)
• верхний предел измерения частоты полной мощности ОУ на установке, Гц;
• максимальное значение частоты полной мощности ОУ, Гц.

Коэффициент гармоник выходного напряжения источника Gt в диапазоне частот от fo до /8(Кгі) должен удовлетворять усло­вию
(И)
— максимальное значение коэффициента гармоник выходного напряжения ОУ на частоте /о при мак­
симальном выходном напряжении ОУ, установлен­ное в ТУ на ОУ конкретных типов, %.
2.8. Источники постоянного напряжения G2 и G3 должны
обеспечивать установление и поддержание напряжения питания^ установленного в ТУ на ОУ конкретных типов, с погрешностью в пределах ±1%.
2.9. Измеритель переменного напряжения PV должен обес­
печивать измерение напряжения на выходе проверяемого ОУ ^вых С погрешностью в пределах ±2% в диапазоне частот от fa ДО /в.
2.10. Измеритель нелинейных искажений Р должен обеспечи­вать измерение коэффициента гармоник напряжения на выходе проверяемого ОУ с погрешностью в пределах ±10% в диапазо­не частот от fo до fB.
2.11. Емкость конденсатора (С) в пикофарадах выбирают из-
условия

где Сп — емкость нагрузки, установленная в ТУ на ОУ конкрет­ных типов, пФ;
Сп— паразитная емкость выходной цепи проверяемого ОУ„ пФ;
CpV— входная емкость измерителя PV, пФ;
Ср— входная емкость измерителя Р, пФ;
Cps—входная емкость устройства выборки и хранения DS* пФ.
2.12. Устройство выборки и хранения DS и резистор /?4 долж­ны обеспечивать балансировку ОУ с погрешностью, указанной в- ТУ на ОУ конкретных типов.
Устройство DS и резистор (/?4) исключают из электрической структурной схемы измерительной установки, если выполняется условие

где Ссм max — абсолютное максимальное значение напряжения'
смещения нуля проверяемого ОУ, В;
Свыхтах— абсолютное максимальное значение ВЫХОДНОГО’ напряжения проверяемого ОУ, В
.

2.13. Рекомендации по выбору приборов для автоматизирован­ных измерений частоты полной мощности ОУ приведены в прило­жении 2.

3. ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

3J1. Подключают ОУ к измерительной установке.
3.1. Устанавливают переключатели SA1 и 5Л2 в положение I для измерения fp при инвертирующем включении ОУ или пере­водят переключатели SA1 и 5Л2 в положение 2 при измерении fp при неинвертирующем включении ОУ с коэффициентом ^у,17ос>1; или переводят переключатель SA1 в положение 2, а SA2 — в положение 3 при измерении fp при неинвертирующем включении ОУ С коэффициентом /Су, (7 ос—1-
3.2. На ОУ подают напряжения питания от источников G2 и G3.
3.3. Включают устройство выборки и хранения DS в режим выборки и компенсируют напряжение смещения нуля ОУ, при этом выходное напряжение источника G1 должно быть равно нулю.
3.4. Переводят устройство DS в режим хранения.
3.5. Подают от источника G1 переменное напряжение с частотой /о-
Измеряют измерителем PV выходное напряжение ОУ /7ВЫх коэффициент гармоник выходного напряжения ОУ Кго измерите­лем Р. Увеличивают переменное напряжение на выходе ис­точника G1 до такого значения, при котором выполняется усло­вие

Krf=KrfP^, (15) "
где Лг/— коэффициент гармоник выходного напряжения ОУ на частоте Д %;
/Сг/ртаі— максимально допустимый коэффициент гармоник вы­ходного напряжения ОУ на частоте полной мощно­сти fp, установленной в ТУ на ОУ конкретных ти­пов, %.
Регистрируют частоту переменного напряжения, равную час­тоте полной мощности fp проверяемого ОУ.

4. ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

4.1. Показатели точности измерений полной мощности ОУ должны соответствовать установленным в ТУ на ОУ конкретных типов.
Интервал, в котором с установленной вероятностью 0,997 на­ходится погрешность измерения, рассчитывают по формулам, при­веденным в приложении 3.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Справочное

РАСЧЕТ ЗНАЧЕНИЯ ЧАСТОТЫ ПОЛНОЙ МОЩНОСТИ

ПО ИЗВЕСТНОМУ ЗНАЧЕНИЮ МАКСИМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ

НАРАСТАНИЯ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ОУ

Если для ОУ известно значение максимальной скорости нарастания выход­ного напряжения РТвых, то частоту полной мощности допускается рассчиты­вать по приближенной формуле
(16)
о шах
где l/omai — максимальное выходное напряжение ОУ.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Рекомендуемое

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ ПРИБОРОВ ДЛЯ

АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ

ПОЛНОЙ МОЩНОСТИ ОУ

В качестве измерителя переменного напряжения PV, измерителя нелиней­ных искажений Р и источника переменного напряжения синусоидальной фор­мы G1 рекомендуется применять приборы, имеющие выход на шину IEEE—488.
Для автоматизированного измерения частоты полной мощности ОУ рекомен­дуется применять следующие типы приборов: ВЗ—63, В7—34, С6—12, ГЗ—122, Г4—164 или аналогичные.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ

ЧАСТОТЫ ПОЛНОЙ МОЩНОСТИ ОУ

1. Определение показателей точности
1.1. Погрешность (di), вызванную неточностью установления и поддержания переменного напряжения источника G1, рассчитывают по формуле
(17)
где fpi — значение изменения частоты полной мощности fp, вызванное не­точностью установления и поддержания переменного напряже­ния, Гц;
fP min—минимальное значение fp проверяемого ОУ, Гц.
1.1.2. Погрешность (д2), вызванную неточностью установления и поддержа­ния частоты переменного напряжения источника G/, рассчитывают по формуле
(18)
где 6/gi — относительная погрешность установления и поддержание частоты переменного напряжения источника G1.
1.1.3. Погрешность (д3), вызванную неточностью установления и поддержа­ния напряжения питания ОУ, рассчитывают по формуле
(19)
где fp2 - значение изменения fp, вызванное неточностью установления и под­держания напряжения питания, Гц.
1.1.4. Погрешность ($4, вызванную конечным значением коэффициента уси­ления Д’ у, и »с схемы включения ОУ, рассчитывают по формуле
(20)
где А/р3 — значение изменения fp, вызванное конечным значением коэффици­ента усиления Ку, и ое схемы включения ОУ, Гц.
1.1.5. Погрешность (ds), вызванную отклонением сопротивления нагруз­ки Кб проверяемого ОУ, рассчитывают по формуле
, Д /Р4
®5==л—
IP min
где А/рч — значение изменения fp, вызванное отклонением сопротивления на­грузки проверяемого ОУ, Гц.
1.1.6. Погрешность (б6), вызванную отклонением емкости нагрузки С про­веряемого ОУ, рассчитывают по формуле
А /р5
*6=-; . (22)
*Р min
где Afps— значение изменения fp, вызванное отклонением емкости нагруз­ки проверяемого ОУ, Гц.
1.1.7. Погрешность б7, вызванную шумовыми паоаметрами проверяемого ЮУ, определяют экспериментально статистической обработкой результатов из­мерений конкретных типов ОУ.
1.1.8. Погрешность (б8), вызванную погрешностью измерителя РУ, рассчи­тывают по формуле
(23)
где dpv— относительная погрешность измерителя переменного напряжения РК
1.1.9. Погрешность (б9), вызванную погрешностью измерителя Р, рассчи­тывают по формуле
V-V (24)
где — относительная погрешность измерителя коэффициента гармоник Р.
1.1.10. Погрешность (610), вызванную наличием гармонических искажений в выходном напряжении источника G/, рассчитывают по формуле
*ю=~7 . (25)
IP min
где Д/р4— значение изменения fp, вызванно