ГОСТ Стандарт

ГОСТ 23089.12-86

Микросхемы интегральные. Методы измерения шумовых параметров операционных усилителей

1 124 views

Download document

.docx format · available to registered users

Sign in and download

Document text

МИКРОСХЕМЫ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ШУМОВЫХ ПАРАМЕТРОВ

ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕН

ГОСТ 23089.12-86

%

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва
стандартам от 27 июня
с 01.07.87 до 01.07.92

1.1.3. ОУ должен быть включен с корректирующими цепями,, если данное требование установлено в стандартах или ТУ на ОУ конкретных типов.
Шумы устройства контактирования ОУ и уровень наводок не­должны влиять на результаты измерения.
1.2. Аппаратура
1.2.1. Измерения следует проводить на измерительной установ­ке, электрическая структурная схема которой приведена на черт. L

Черт. 1
1.2.2. Источники питания G1 и G2 должны обеспечивать уста­новление и поддержание напряжения питания ОУ с погрешно­стью, не выходящей за пределы ±1%, и удовлетворять условию
ш, н, min,
где £ш, G,max—максимальная спектральная плотность напряже­ний пульсаций и собственных шумов источников постоянного напряжения G1 и G2, приведенная ко входу проверяемого ОУ, В/ ]/ Гц;
£іп, н, mm—минимальная нормированная э.д.с. шума проверяв- мого ОУ, В/КТц
?

1.2.3. Полосовой фильтр Z должен обеспечивать эффективную полосу пропускания Af*—0,3 fn ±5%, где /ц —центральная частота полосы пропускания фильтра, Гц.
Центральную частоту полосы пропускания фильтров выбирают из ряда: 10, 20, 71, 120, 1000, 104, 105 Гц.
Неравномерность коэффициента передачи фильтра в полосе пропускания не должна выходить за пределы ±0,25 дБ.
Погрешность установления и поддержания коэффициента пе­редачи полосового фильтра не должна выходить за пределы ±2,5%.
Затухание полосового фильтра вне полосы пропускания должно быть не менее 24 дБ/окт.

Приведенное ко входу напряжение собственных шумов Z В, фильтра Z не должно превышать значения
(2)
(2а)
где Af* — эффективная полоса пропускания полосового фильтра, Гц;
Ли, н, mm — минимальный нормированный ток шума проверяемого ОУ, А/К~Тц?
1.2.4. Измеритель PV должен обеспечивать измерение перемен­ного напряжения с погрешностью, не выходящей за пределы ±3%.
Время измерения /и, с, измерителем PV определяют по фор­муле
(3)
где Офл — среднее квадратическое отклонение значений флуктуа­ций на выходе сглаживающего фильтра детектора.
3.2.5. Сопротивление резистора R1 должно быть от ГО до 100 Ом. Резистор R1 должен быть без токовых шумов (например проволочный).
Допустимое отклонение сопротивления резистора не должно выходить за пределы ±0,5%.
3.2.6. Сопротивление резистора R3, Ом, выбирают из условий
Ю2
Лу, и, min’ W

При измерении нормированного тока шума, кроме условия (4), должно выполняться неравенство

где /Сд;гд min— минимальное значение коэффициента усиле­ния проверяемого ОУ;
[7См, шах— максимальное абсолютное значение напряже­ния смещения нуля проверяемого ОУ, В;
Еш, н, max, Ли, ндпах— максимальные значения нормированной Э.Д.С., В/)/ Гц, и нормированного тока шума прове­ряемого ОУ, А/1/ Гц;
^вых.тах — абсолютное значение максимального выходно­го напряжения проверяемого ОУ, В.
Резистор R3 должен быть без токовых шумов (например про­волочный).
Допустимое отклонение сопротивления резистора R3 не должно выходить за пределы ±0,5%.
3.2.7. Сопротивление резистора R2, Ом, выбирают из условия
/2 ш, н, mln
Где /ш,н, тш — минимальное значение нормированного тока шума, проверяемого ОУ, А/К Гц.
Резистор R2 должен быть без токовых шумов (например про­волочный).
Допустимое отклонение сопротивления резистора R2 не должно выходить за пределы ±0,5%.
3.2.8. Сопротивление резистора R4, Ом, выбирают из условия

где /?н — сопротивление нагрузки ОУ, Ом;
Rz — входное сопротивление полосового фильтра, Ом.
Допустимое отклонение сопротивления резистора R4 не долж­но выходить за пределы ±5%.
3.2.9. Емкость конденсатора С, Ф, выбирают из условия
(9)
где Сн—емкость нагрузки проверяемого ОУ, Ф;
См—паразитная емкость монтажа, выходной цепи ОУ, Ф;
Сz — входная емкость полосового фильтра, Ф
.

Допустимое отклонение емкости конденсатора С не должно выходить за пределы ±5%.
3.2.10. Суммарная паразитная емкость Сп, Ф, , состоящая из собственной емкости, резистора R2 и емкости монтажа, должна удовлетворять условию
(Ю)
• I
где f — частота, на которой проводят измерение, Гц.
1.2. Г1. Измерительные приборы и элементы, указанные на элек­трической структурной схеме, допускается заменять другими уст­ройствами, выполняющими те же функции и обеспечивающими
точность измерений, указанную в настоящем стандарте.
1.3. Подготовка и проведение измерений
1.3.1. Подключают ОУ к измерительной установке.
1.3.2. Подают на ОУ напряжения от источников постоянного напряжения G1 и G2 и любым известным способом убеждаются в отсутствии генерации ОУ и посторонних наводок.
1.3.3. Ставят устройство коммутации S в положение 1 и изме­рителем PV измеряют напряжение £/Ш)Вых, ь
1.3.4. Ставят устройство коммутации S в положение 2 и изме­рителем PV измеряют напряжение ІЛц, вых, 2-
1.3.5. При необходимости допускается измерять .нормированный ток шума и по инвертирующему входу ОУ подключением резис­тора R2 в цепь инвертирующего входа проверяемого ОУ.
1.4. О б р аб отк а результатов
1.4.1. Нормированную э.д.с. шума В/ V Гц, определяют

где Kz — коэффициент передачи полосового фильтра Z.
Эффективную полосу пропускания полосового фильтра Л/* до­пускается принимать равной полосе пропускания того же фильтра на уровне 0,7 (минус 3 дБ).
1.4.2. Нормированный ток шума /ш, н определяют по формуле

1.5. Показатели точности измерений
Погрешность измерения нормированной э.д.с. шума, и нормированного тока шума ОУ не должна выходить за пределы ±10% с доверительной вероятностью Р*=0.997
.
1.5.1.
1.5.2. Определение показателей точности измерения нормиро­ванной э.д.с. шума и нормированного тока шума приведено в реко­мендуемом приложении I.

ИЗМЕРЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ШУМА

2.1. Принцип, условия и режим измерений
2.1.1. Метод измерения эффективного значения напряжения шума ОУ основан на выделении заданной полосы шумового спек­тра ОУ, осуществляемом широкополосным фильтром с дальней­шим измерением эффективного значения напряжения шума, при­веденного ко входу.
2.1.2. Условия и режим измерения по пп. 1.1.2 и 1.1.3.
2.2. Аппаратура
2.2.1. Измерения следует проводить на измерительной уста­новке, электрическая структурная схема которой приведена на черт. 2.
2.2.2. Источники постоянного напряжения G1 и G2 должны обеспечивать установление и поддержание напряжения питания ОУ с погрешностью, не выходящей за пределы ± 1%, и удовле­творять условию
ш, эфф, mln,
где t/ш, g, max — максимальное эффективное значение напряжения пульсаций и собственных шумов источников по­стоянного напряжения G1 и 62, приведенное ко входу проверяемого ОУ,В;
t/щ, эфф, min — минимальное эффективное значение напряжения шума проверяемого ОУ, В.
2.2.3. Полосовой фильтр г должен обеспечивать полосу пропу­скания (на уровне минус 3 дБ) от 20 Гц до 20 кГц. Погрешность частот срезов полосового фильтра не должна выходить за преде­лы ±5%.
Погрешность установления и поддержания коэффициента пере­дачи фильтра не должна выходить за пределы ±2%.
Затухание фильтра вне полосы пропускания с обеих сторон должно быть не менее 24 дБ/окт.
Приведенное ко входу напряжение собственных шумов t/ш, bxz, в фильтра Z не должно превышать значения
ш, эфф, mln
2.2.4. Измеритель PV должен обеспечивать измерение эффек­тивного значения переменного напряжения с относительной по­грешностью, не выходящей за пределы ±3%.
Частоты срезов полосы пропускания измерителя PV должны удовлетворять условиям:

Черт. 2
(16)
где /срз, н, PV\ fcp3,B,PV И /срз, н, Z, /срз, в, Z — НИЖНЯЯ И ВврХНЯЯ ЧИС­ТОТЫ срезов полосы пропускания измерителя PV и фильтра г со­ответственно, Гц.
Приведенное ко входу напряжение собственных шумов (/ш, вх, pv, В измерителя PV не должно превышать значения

коэффициент передачи полосового фильтра.
2.2.5. Сопротивление резистора R1 должно быть от 10 до 100 Ом. Резистор R1 должен быть без токовых шумов (например проволочный).
Допустимое отклонение сопротивления резистора R1 не должно выходит^ за пределы ±0,5%.
2.2.6. Сопротивление резистора R2, Ом, выбирают из условий
102
у, U, mln

где Ky.c^min — минимальное значение коэффициента усиления про­веряемого ОУ;
шах — максимальное абсолютное значение напряжения смещения проверяемого ОУ, В;
^ш, эфф, max—максимальное эффективное значение напряжение шума проверяемого ОУ, В;
^вых, max— абсолютное значение 'максимального выходного на­пряжения проверяемого ОУ, В.
Резистор R2 должен быть без токовых шумов (например про­волочный). (
Допустимое отклонение сопротивление резистора R2 не долж­но выходить за пределы ±0,5%.
2.2.7. Сопротивление резистора R3, Ом, выбирают из условия

где /?н—сопротивление нагрузки проверяемого ОУ, Ом;
Rz —входное сопротивление фильтра, Ом.
Допустимое отклонение сопротивления резистора R3 не должно выходить за пределы ±5%.
2.2.8. Емкость конденсатора С, Ф, выбирают из условия:
Сн—
где Сп —емкость нагрузіки проверяемого ОУ, Ф;
См — паразитная емкость монтажа входной цепи ОУ, Ф;
Сг — входная емкость фильтра, Ф.
Допустимое отклонение емкости конденсатора С не должно выходить за пределы ±5%.
2.2.9. Измерительные приборы и элементы, указанные на элек­трической структурной схеме, допускается заменять другими уст­ройствами, выполняющими те же функциями обеспечивающими точность измерений, указанную в настоящем стандарте.
2.3. Подготовка и проведение измерений
2.3.1. Подключают ОУ к измерительной установке.
2.3.2. Подают на ОУ напряжение от источников постоянного напряжения G1 и G2 и любым известным способом убеждаются в отсутствии генерации ОУ и посторонних наводок.
2.3.3. Измеряют напряжение (7ш,вых измерителем PV.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Эффективное значение-напряжения шума £7Ш, эфф, В, при­веденное ко входу ОУ, определяют по формуле

где Af* — эффективная полоса пропускания полосового фильтра Z, Гц.
2.5. Показатели точности измерений
2.5.1. Погрешность измерения — поп. 1.5.1.
2.5.2. Определение показателей точности измерения эффектив­ного значения напряжения шума приведено в рекомендуемом при­ложении 2.

3. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМАХА ШУМА

3.1. Принцип, условия и режим измерения
3.1.1