集成运放参数测试仪

目 录

一． 方案比较与论证-----------------------------------------------3 二． 理论与分析计算-----------------------------------------------4 三． 电路图及设计文件--------------------------------------------6 1． 硬件实现-----------------------------------------------------6 2． 软件实现-----------------------------------------------------8 四． 测试数据与结果分析-----------------------------------------9 五． 参考文献--------------------------------------------------------9 六． 附录-------------------------------------------------------------10

附录A测试仪器---------------------------------------------10 附录B 参考文献--------------------------------------------10 附录C 软件程序--------------------------------------------10

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集成运放参数测试仪

摘要: 此集成运放测试仪采用“辅助放大器”的测量方法，能测试VIO(输入失

调电压)、IIO(输入失调电流)、AVD (交流差模开环电压增益)和KCMR (交流共模抑制比)四项基本参数，符合了题目的要求。可对各种通用型集成运放主要参数进行测量，具有较好的精度，稳定度和测量范围。本设计由四个模块电路组成：集成运放参数测试电路、信号源发生电路、单片机控制电路、显示与键盘电路。 关键词：集成运放 参数测试 信号源 显示 单片机

Integrated operational amplifier parameter measurement system

Abstract: That the system is designed basing on a assistant amplifier includes main four

modules—a parameter measurement circuit of integrated operational amplifier 、a signal generator 、a single-chip microcomputer controlled and a circuit of keyboard and display .It is proved to be precise measured four parameters of VIO、IIO、AVD and KCMR . Both the hardware and the software of the system are designed with modules. The parameter measurement system of integrated operational amplifier is characteristic of its high precision performance and fine stability.

Key words: Integrated operational amplifier circuit Parameter measurement Signal

resource Display Single-chip microcomputer

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一 方案论证与比较

1.1 对于信号源发生电路的方案论：

方案一：

利用FPGA来实现，通过DDS技术产生频率和幅度一定的信号源，用于对运算放大器的参数测量。此方案的优点是：完全依靠于数字化的测量，处理速度快，实时性好。缺点是：成本高，针对本题目的要求，完全可采用通用性好，性价比较高的电路。

方案二：

用AD9850生成频率为5HZ、电压有效值为4V的正弦波。采用AD9850的最大优点是频率可控，一般不需要外界的附加电路便可以实现，给电路的设计带来方便，缺点是：实时性较差、系统复杂，造价稍高，需要较多的开发经验。

方案三：

采用8038集成函数发生器产生信号源信号，频率的设置利用外围电阻、电容值的计算来实现。通用性较好，价格较为适宜。其产生的5HZ的正弦波符合要求，频稳度比较好，是一款很具实用性的应用电路。

对以上三种方案的性价比进行比较，以及对题目要求所能达到的符合度，我们决定采用第三套方案。利用尽量通用而价格较低的器件来达到设计的要求。

对于集成运放测试电路，在多方面比较了其它测量电路之后，我们决定采用对标准电路进行改进组合，从而进行四组基本参数的测量的方式。

1.2 控制电路的方案论证

方案一

用单片机控制八位或十位AD转换器（AD0809等），优点：易购买，而且价格便宜。缺点：八位AD转换是并行输出，占用单片机的接口太多，而且精度不高，远远小于题目的要求。在此电路设计中单片机要控制显示部分和开关部分，需要接口较多，不能再被AD转换过于占用。故未采用此电路。

方案二

单片控制AD774，此芯片是十二位AD转换，能够进行高速的AD转换，可达8us,并且具有0—10V和0——20V两档可选模拟量通道输入，精度较之八位和十位AD转换器要高出许多，鉴于以上两点，我们采用了AD774。

1.3 显示部分方案论证

方案一

用74LS164(或74HC164)驱动4位LED显示.此方案为静态显示，共需要四片

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74LS164,这样就会导致电路连线复杂,易出错.

方案二

用CD4511驱动四位LED数码管进行动态显示.此方案虽硬件电路稍显简单,但其动态显示并不足够稳定.

方案三

采用由MAXIM公司生产的专用数码管显示MAX7219驱动电路解决上述问题 。 MAX7219是八位串行共阴LED数码管动态扫描驱动电路，其峰值段电流可达40mA，最高串行扫描速率为10MHz，典型扫描速率为1300Hz，仅使用单片机3个I/O口，即可完成对八位LED数码管的显示控制和驱动，而且亮度可控，数码管扫描位数可选， 线路简单，控制方便，外围电路仅需一个电阻设定峰值段电流，同时可以通过软件设定其显示亮度；还可以通过级联，完成对多于八位的数码管的控制显示。值得一提的是，当工作于关闭（SHUTDOWN)方式时，不仅单片机仍可对其传送数据和修改控制方式，而且芯片耗电仅为150uA。具体接法见图3-5

二 理论分析与计算

2.1 VIO、IIO电参数测试原理图

Rf K1RiR R1RiK2Rf① 在K1、K2闭合时，测得辅助运放的输出电压记为VL0 ，则有：

VIO?RiRi?Rf?VL0

② 在K1、K2闭合时，测得辅助运放的输出电压记为VL0 ；在K1、K2断

开时，测得辅助运放的输出电压记为VL1，则有：IIO?2.2 AVD电参数的测试原理与测试原理图

+被测运放R2图2-1 4

R -+VL数字电压表(4位半以上)-辅助运放RiRi?Rf?VL1?VL0 R