Микросхемы интегральные. Метод измерения запаса устойчивости по фазе операционных усилителей

СОЮЗА ССР

МИКРОСХЕМЫ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ

МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ЗАПАСА

УСТОЙЧИВОСТИ ПО ФАЗЕ

ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

ГОСТ 23089.16-90

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО УПРАВЛЕНИЮ

КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ И СТАНДАРТАМ

Москва

Integrated circuits. Method of measuring phase
stability margin of operational amplifiers
ОКП 62 3100
Срок действия с 01.07.91
до 01.07.96
Настоящий стандарт устанавливает метод измерения запаса устойчивости по фазе фо операционных усилителей (далее — ОУ).
Общие требования и требования безопасности — по ГОСТ 23089.0.

1. УСЛОВИЯ И РЕЖИМ ИЗМЕРЕНИЙ

1.1. Метод основан на намерении разности фаз между входным и выходным напряжением ОУ на частоте единичного усиления
конкретных типов.

2. АППАРАТУРА

2.1. Измерения проводят на установке, электрическая структур­ная схема которой приведена на чертеже.
2.2. Источник переменного напряжения G1 должен обеспечи­вать установление и поддержание на время измерения перемен­ного напряжения синусоидальной формы С/г, установленного в ТУ на ОУ конкретных типов, с погрешностью в пределах ±4%. Час­тота переменного напряжения источника G/ должна находиться в диапазоне:

© Издательство стандартов, 1990

минимальная частота единичного усиления проверяемо­го ОУ;
максимальная частота единичного усиления проверяемо-
Нестабильность по напряжению источника переменного напря­жения 67 за время измерения не должна превышать ±2 %.

Погрешность установления и поддержания частоты перемен­ного напряжения источника G1 должна находиться в пределах %.
2.3. 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 %.
2.4. Сопротивление разистора (7?i) в омах выбирают из усло­вия
(3)
где — входное сопротивление проверяемого ОУ, Ом
.

Допустимое отклонение сопротивления должно быть в пределах ±0,5%.
2.5. Сопротивления резисторов (/?2 и /?з) в омах выбирают из условий

где Uсм max —максимальное абсолютное значение напряжения смещения нуля ОУ, В;
^выхтах—максимальное абсолютное значение выходного на­пряжения ОУ, В;
Rpv2 — входное сопротивление измерителя PV2, Ом;
Рр — входное сопротивление измерителя Р> Ом;
— сопротивление нагрузки, установленное в ТУ на ОУ конкретных типов, Ом.
Допустимое отклонение сопротивления резисторов /?2 И должно быть в пределах ±0,5 %.
ловия
(6)
Допустимое отклонение емкости конденсатора должно быть в пределах ±5 %.
2.7. Емкость конденсатора (Сг) в пикофарадах выбирают из условия

где Сн — емкость нагрузки, установленная в ТУ на ОУ конкрет­ных типов, пФ;
Сп — паразитная емкость монтажа выходной цепи проверяе­мого ОУ, пФ;
Cpv2 — входная емкость измерителя PV2, пФ;
Ср —'Входная емкость измерителя Р, пФ.
Допустимое отклонение емкости конденсатора С% должно быть в пределах ±2%.
2.8. Измеритель переменного напряжения PV1 должен обес­печивать измерение напряжения Ui в вольтах на выходе источ­ника G1 с погрешностью в пределах ±4 % в диапазоне частот от fu ДО fs*
Измеритель переменного напряжения PV2 должен обес­печивать измерение напряжения 12% в вольтах на выходе прове
­
2.9. ряемого ОУ с погрешностью в пределах ±4 % в диапазоне час­тот ОТ fu ДО /в.
2.10. Измеритель разности фаз Р должен обеспечивать изме­рение разности фаз между входным и выходным напряжением проверяемого ОУ в диапазоне от 0° до 1130° с погрешностью в пределах ±5°.
2.11. Рекомендации по выбору приборов для автоматизиро­ванных измерений запаса устойчивости по фазе ОУ приведены в приложении 1.

3. ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИ

3.1. Подключают ОУ к измерительной установке.
3.2. На ОУ подают напряжение питания от источников G2 и G5.
3.3. От источника G1 подают переменное напряжение с час­тотой, равной fH.
Напряжение U\ на выходе источника G1 контролируют изме­рителем PV1, а напряжение U2 на выходе ОУ — измерителем PV2.
3.4. Плавно увеличивают частоту переменного напряжения ис­точника G1 до выполнения условия
^ = U2. (8)
3.5. Регистрируют частоту входного переменного напряжения^ равную частоте единичного усиления fi проверяемого ОУ, и из­меряют на этой частоте измерителем Р разность фаз между вход-
ным и выходным напряжением проверяемого ОУ ф.
3.6. Запас устойчивости по фазе проверяемого ОУ
1
<р0= 180° — ср.
При фо = О возникают автоколебания.
Рекомендуемый запас устойчивости по фазе
?о>45°. (10)

4. ПОКАЗА ГЕЛ И ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИИ

конкретных типов.
Интервал, в котором с установленной вероятностью 0,997 на­
ходится погрешность измерения, определяют по ложения 2.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рекомендуемое

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ ПРИБОРОВ ДЛЯ

АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЗАПАСА УСТОЙЧИВОСТИ

ПО ФАЗЕ ОУ

В качестве измерителей переменного напряжения PV1 и PV2, измерителя разности фаз Р, а также источника переменного напряжения G1 рекомендует­ся применять приборы, имеющие выход на шину IEEE—488.
Для автоматизированного измерения запаса устойчивости по фазе ОУ ре­комендуется применять приборы следующих типов: В3—63, В7—34, ФК2—39, Г4—174, Г4—179 или аналогичные.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ

ЗАПАСА УСТОЙЧИВОСТИ ПО ФАЗЕ ОУ

1. Составляющие погрешности измерения
1.1. Погрешность (61), вызванную погрешностью установления и поддер­жания частоты переменного напряжения источника Glt рассчитывают по формуле
4=Мор (11)
где — относительная погрешность установления и поддержания частоты переменного напряжения источника G1.
1.2. Погрешность (6г), вызванную неточностью установления и поддержа­ния напряжения питания ОУ, рассчитывают по формуле
(12)
Фо mln
где Дфоі — значение изменения запаса устойчивости по фазе, вызванное неточ­ностью установления и поддержания напряжения питания ОУ,... °;
Фошіп — минимальное значение запаса устойчивости по фазе проверяемого ОУ,... °.
1.3. Погрешность (63), вызванную конечным значением коэффициента уси­ления схемы включения ОУ с отрицательной обратной связью Ку,иве рассчи­

Д<Ро2
3“" >
Фо min
где Фог — значение изменения запаса устойчивости по фазе, вызванное конеч­ным значением коэффициента усиления Ку и ос схемы включения ОУ,... °
.

1.4. Погрешность (д4), вызванную отклонением соя роти глени я нагрузки /?;? проверяемого ОУ, рассчитывают по формуле
б 4— "*■ ,
?0 min
где Асроз — значение изменения запаса устойчивости по фазе, вызванное нением сопротивления нагрузки проверяемого ОУ,... °.
1.5. Погрешность (5g), вызванную отклонением емкости нагрузки Св ряемого ОУ, рассчитывают по формуле — *
?0 min
где Лфо< — значение изменения запаса устойчивости по фазе, вызванное нением емкости нагрузки проверяемого ОУ,.„°.
1.6. Погрешность (бе), вызванную шумовыми параметрами проверяемого' ОУ, определяют экспериментально статистической обработкой результатов из­мерений конкретных типов ОУ.
1.7. Погрешность (б7), вызванную погрешностью измерителя PV1, рассчи­тывают по формуле
(16)
где —относительная погрешность измерителя переменного напряжения Р VI,
1.8. Погрешность (да), вызванную погрешностью измерителя PV2, рассчи­тывают по формуле
s8— 5РТ'2» (17)
где 6pv2 — относительная погрешность измерителя переменного напряжения PV2.
1.9. Погрешность (д9), вызванную погрешностью измерителя Р, рассчиты­вают по формуле
Ор, (18)
где Лр — относительная погрешность измерителя разности фаз Р.
2. Погрешность измерения
2.1. Интервал (d s ), в котором с установленной вероятностью находится погрешность измерения запаса устойчивости по фазе, рассчитывают по формуле

где Л'е — коэффициент, зависящий от закона распределения погрешности из­мерения и установленной вероятности Р2-
Л2— 2,97 для нормального закона распределения и Р2 — 0,997; К\ и Кг — коэффициенты, зависящие от законов распределения частных погрешностей, Для частной погрешности с нормальным законом распределения Ki=2,97. Для частной погрешности с равномерным законом распределения /<2=1,72.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТЧИКИ

А. К. Атанасян, А. В. Бильштейн, В. А. Зайко, М. Н. Короб­кова, Е. Г. Татевосян, И. А. Туманова
Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 30.03.90 № 698
3. Срок проверки — 1995 г. Периодичность проверки — 5 лет
4. В стандарт введен международный стандарт МЭК 47 (ЦБ) 186, ноябрь 1987 г.

5. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕН­ТЫ

Обозначение НТД, на который
дана сылка

ГОСТ 23089.0—78

Редактор Т. С. Шеко
Технический редактор М. И, Максимова
Корректор Е. И. Морозова

Ордена «Знак Почета» Издательство стандартов, 123557, Москва, ГСП, Новопресненский пер., 3
Тип. «Московский печатник». Москва, Лялин пер., 6. Зак. 1863