Микросхемы интегральные. Метод измерения максимальной скорости и времени нарастания выходного напряжения операционных усилителей

МИКРОСХЕМЫ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ

Метод измерения максимальной скорости и времени нарастания выходного напряжения операционных усилителей
Integrated circuits. Method of measuring the operational amplifiers output voltage maximum build-up rate and time
ОКП 62 3100
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 9 сентября 1983 г. № 4165 срок действия установлен
с 01,01.84 Проверен в 1988 г. Постановлением Госстандарта СССР от 28.06.88 № 2431 срок действия продлен
до 01.01.94
Настоящий стандарт распространяется на операционные уси­лители (ОУ) и устанавливает метод измерения максимальной ско­рости ис/вых и времени нарастания выходного напряжения /нар.
Общие требования к измерению и требования безопасности — по ГОСТ 23089.0—78.
Стандарт соответствует СТ СЭВ 3411—81 в части метода из­мерения максимальной скорости и времени нарастания выходного напряжения (см. справочное приложение 1).

1. ПРИНЦИП И УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЯ

1.1. Метод основан на определении отношения разности напря­жений между уровнями 0,1 UBbiK и 0,9 UBblK ко времени нарастания выходного напряжения ОУ
1.2. Измерение £нар проводят на фронте выходного импульса ОУ при подаче на вход как положительного, так и отрицательного прямоугольного импульса при инвертирующем или неинвертирую­щем включении ОУ.
Издание официальное
Переиздание. Декабрь 1991 г.
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен без разрешения Госстандарта СССР
1.3. Коэффициент усиления ОУ, включенного в схему с отри­цательной обратной СВЯЗЬЮ, Лу, и,осл при котором измеряют ^ивых и ^нар’ Д°лжен быть в пределах 1—10 и указан в стан­дартах или технических условиях на ОУ конкретных типов.
1.4. Электрический режим (напряжения питания — 17п, сопро­тивление и емкость нагрузки — /?н и Сн) и условия измерения должны соответствовать установленным в стандартах или техниче­ских условиях на ОУ конкретных типов.

2. АППАРАТУРА

1. 1. Электрическая структурная схема измерительной установ­ки приведена на чертеже.
/и

DA — проверяемый ОУ; G1 — генератор прямоугольных импульсов; G2 и G3 — источники постоянного напряже­ния; Р — измеритель; DS — устройство выборки и хра­нения; R2t R3, R5 — резисторы делителей напряже­ния; R4 — резистор нагрузки ОУ; О: и С2 — шунти­рующие конденсаторы; СЗ — конденсатор нагрузки ОУ; S1 и S2 — устройства коммутации; а! — инвертирующий вход; а2 — неинвертирующий вход. Элементы цепей коррекции не указаны

2. 2. Генератор G1 должен обеспечить установку и поддержание следующих параметров прямоугольных положительных и отрица­тельных импульсов.
3. 2.1. Амплитуда импульсов должна обеспечивать получение на выходе ОУ максимальных выходных напряжений и
^йх. max’ установленных в стандартах или технических условиях на ОУ, при этом ОУ должен работать в линейном режиме.
Погрешность установки амплитуды импульсов должна быть в пределах ±5 %.
v 2.2.2. Длительность фронта ті должна удовлетворять усло­вию
тгс . (1)
и
: 2.2.3- Длительность импульсов Т2 должна удовлетворять ус­ловию
*
^г^^нар* (2).
1.1.4. Выбросы на импульсах должны быть в пределах ±5 % амплитуды импульсов.
1.1.5. Частота следования импульсов /должна удовлетворять условию
4г ■ <3>
1.1.6. Значения перечисленных параметров генератора должны быть указаны в стандартах или технических условиях на ОУ кон­кретных типов.
2.3. Источники постоянного напряжения G2 и G3 должны обе­спечивать установку и поддержание напряжений питания, устано­вленных в стандартах или технических условиях на ОУ конкрет­ных типов, с погрешностью в пределах ± 2 %.
2.4. Измеритель Р должен обеспечивать измерение времени на­растания /нар положительного и отрицательного выходных напря­жений ОУ между заданными уровнями 0,1 С/Вых и 0,9 [/Вых с погре­шностями по напряжению Ъи и по времени бг в пределах ±5 % с доверительной вероятностью 0,997.
2.5. Устройство выборки и хранения DS и резистор R5 должны обеспечивать балансировку ОУ с погрешностью, указанной в стан­дартах или технических условиях на ОУ конкретных типов.
Устройство DS и резистор R5 исключают из электрической структурной схемы измерительной установки, если напряжение смещения нуля f/см на входе ОУ составляет 0,1 % выходного на­пряжения ОУ1
^см ,С/.ос 1 % (4)
bH;:2z6,-: Сопротивления резисторов RI, R2 и R3 при инверсном включении ОУ должны быть выбраны из следующих условий.
2.6.1. Для сопротивления резистора R2

■ /?2>Ю/?ВЫХ(С1 , (5)

где 7?вых, gi — выходное сопротивление генератора G1.
При этом сопротивление резистора R2 следует выбирать так, чтобы постоянная времени входной цепи ОУ твх была на порядок меньше времени нарастания ОУ:

<• (6)
’ S’ ?!« I П
Г. • •. (7)
1 (8“)
где Свх, da — входная емкость проверяемого ОУ;
Ст,— паразитная емкость монтажа входной цепи,ОУ. .2.6.2. Для сопротивления резистора 7?/: ....
И л ♦

2.6.3. Для сопротивления резистора R3:

#1‘№+#вых,б1) Я1 + (^2 + #ВЫХ, 61 ••)
1.7. Сопротивления резисторов RI, R2, R3 и R4 при неинвероном включении ОУ с коэффициентом Ky,U, ос > 1 должны быть выбра­ны из следующих условий.
1.7.1. Для сопротивления резистора R3:
1.7.2. /?з>10ЯЕЫх,61. (И)
При этом сопротивление резистора R3 следует выбирать, так, чтобы постоянная времени входной цепи ОУ твх была на порядок меньше времени нарастания ОУ [см. формулу (6)], '
тв^Я3-Свх. (12)
1.7.3. Для сопротивлений резисторов RI, R2, R4:
. (13)
Лу, U,QZ 1
/?з+^»ЫХ.С1= . '(14)
V где /?вх, ds — входное сопротивление устройства выборки и хра­нения DS.
Сопротивление нагрузки RH равно сопротивлению параллель­ного соединения резисторов RI, R4, RBx,p, RBx, ds, гм Явх, р — входное сопротивление измерителя Р.
1.8. Сопротивления резисторов R1 и R3 при неинверсном вклю­чении ОУ С коэффициентом Ку, и, ос=1 должны быть равны нулю, а резисторы /?2, R5 и устройство выборки и хранения DS исклю­

1.9. Сопротивления резисторов R1—R4 должны быть указаны в стандартах или технических условиях на ОУ конкретных ти­пов.
1.10.
Допустимые отклонения сопротивлений резисторов —R4
должны быть в пределах ±0,5 %.
1.11. Сопротивление резистора R5 следует выбирать из усло­вия
(16)
1.12. Емкости конденсаторов С1 и С2 должны обеспечивать на питающих выводах ОУ пульсацию напряжений не более значений, указанных в стандартах или технических условиях на ОУ конкрет­ных типов, во всей полосе пропускания ОУ.
1.13. Емкость конденсатора СЗ следует выбирать из условия

где Спа — паразитная емкость монтажа выходной.цепи ОУ;
Свк, р — входная емкость измерителя Р с учетом емкости сое­динительного кабеля;
Сзк, ds — входная емкость устройства выборки и хранения DS. Допустимое отклонение емкости конденсатора СЗ дол­жно быть в пределах ±2 %.
1.14. Значения сопротивлений резисторов и емкостей конден­саторов цепей фазо-частотной коррекции ОУ должны быть указа­ны в стандартах или технических условиях на ОУ конкретных типов.

3. ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИИ

3.1. Подключают ОУ к измерительной установке.
3.1.1. Устанавливают переключатели S1 и S2 в положение / для измерения Уг/ и /нар при инверсном включении ОУ.
3.1.2. Переводят переключатели 87 и S2 в положение 2 для из­мерения ^*7ВЬ1Х И /нар при неинверсном ВКЛЮЧЄНИИ ОУ С КОЭффи- циентом Лу> и, ос> 1.
3.1.3. Переводят переключатель S1 в положение 2, a S2 — в положение 3 для измерения и /нар при неинверсном вклю­чении ОУ С коэффициентом 7(у, и, ос — 1.
3.2. Подают на ОУ напряжения питания от источников G2 и G3.
3.3. Включают устройство выборки и хранения DS в режим вы­борки и компенсируют напряжение смещения ОУ, при этом ампли­туда импульса генератора G1 должна быть равна нулю.
3.4. Переводят устройство DS в режим хранения.
3.5. Подают от генератора G1 входные импульсы.
3.6. Измеряют измерителем Р время нарастания /нар выходного напряжения ОУ между уровнями отсчета 0,1 t/вых и 0,9 /7Вых-
3.7.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Максимальную скорость нарастания выходного напряжения ОУ определяют по формуле
/0 эых 0 AUвых!
1)ц = J
вых /нар

5. ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

5.1. Погрешность измерения максимальной скорости нарастания выходного напряжения ОУ должна быть в пределах ±10 % с до­верительной вероятностью 0,997.
5.2. Определение показателей точности измерения приведено в приложении 2.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Справочное

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ О СООТВЕТСТВИИ ГОСТ 23089.10—83

ПОСТ 23089.10—83 соответствует п. 17 СТ СЭВ 3411—81.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ

МАКСИМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ НАРАСТАНИЯ

НАПРЯЖЕНИЯ ОУ

1, Составляющие суммарной погрешности измерения
1.1. Относительную инструментальную погрешность измерителя Р опре­деляют по формуле

где бі/ — относительная погрешность, вызванная погрешностью формирования временного интервала по заданным уровням 0,1(/Вых и 0,9(7вых ;
б f — относительная погрешность, вызванная погрешностью измерения вре­менного интервала /нар ,
Значения бииб / указаны в п. 2.4 настоящего стандарта
.

1.2. Относительная методическая погрешность 6Мет состоит из следующих
составляющих.
1:2.1. Погрешность вызванная влиянием длительности фронта ті вход
рормуле

ВЛ.Х, I

Bbtx.min
-—абсолютное значение изменения растания выходного напряжения соответствующего параметра по пп. 1.2.1—1.2.6;
їг*—минимальное значение максимальной скорости нарастания вы^ ходного напряжения проверяемого ОУ.
1.3. Суммарную методическую погрешность 6 мет определяют по формуле

2, Суммарная погрешность измерения
2.1. Суммарную погрешность измерения максимальной скорости нарастания* выходного напряжения ОУ определяют по формуле
62==Ь К бр+6мет •