Устройство для измерения коэффициента ослабления синфазных входных напряжений операционного усилителя Советский патент 1989 года по МПК G01R27/28 

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для измерения коэффициента ослабления синфазных входных напряжений one- рационных усилителей.

Цель изобретения - повьппение точности измерения в широком диапазоне изменения коэффициента ослабления синфазных входных напряжений опера- ционных усилителей.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства} на фиг.2 - временные диаграммы напряжений на входах и вьрсодах устройства.

Устройство (фиг.1) содержит испытуемый операционный усилитель 1 (ОУ), клеммы 2-6 устройства для подключения испытуемого ОУ, вспомогательный усилитель 7, первый и второй масштабные резисторы 8 и 9, генератор 10 импульсов, блок П управления блок 12 источников разнополярного опорного напряжения, источник 13 од- нополярного опорного напряжения., мо- дулятор 14, инвертор 15, первый и второй сумматор 16 и 17, демодулятор 18 и измеритель 19 постоянного напряжения.

В устройстве для измерения козф- фициента ослабления вход вспомогателного усилителя 7 соединен с клеммой устройства, к которой подключен выход испытуемого ОУ, а выход вспомогательного усилителя 7 подключен к второму выводу первого масштабного резистора 8, первый вывод которого через клемму 2 устройства соединен с первым входом испытуемого ОУ и , первым выводом второго масштабного резистора 9. Его второй вывод подключен к общей шине устройства и через клемму 3 устройства соединен с вторым входом испытуемого ОУ. Управляющий вход вспомогательного уси лителя 7 подключен к выходу модулятора 14, входы которого соединены с соответствующими выходами блока 12 источников разнополярного опорного напряжения. Управляющий вход мод лятора 14 подключен к первому выходу блока И управления, вход которого соединен с выходом генератора 10 импульсов. Выход источника 13 однополярного опорного напряжения подключен к входу инвертора 15 и к первому в -оду сумматора 16. Выход инвертора 15 соединен с первым входом сумматора 17. Вторые входы суммторов 16 и 17 соединены с выходом модулятора 14.Выходы сумматоров подключены через клеммы 4 и 5 соответственно к третьему и четвертому входам испытуемого ОУ. Выход вспомогательного усилителя 7 подключен к входу демодулятора 18, выход которо- го соединен с входом измерителя 19 постоянного напряжения, а управляющий вход демодулятора 18 подключен к второму выходу блока 11 управления. Устройство работает следующим

образом.

Выходное напряжение источника 13 однополярного опорного напряжения поступает на первый вход сумматора 16 и через инвертор 15 на первый вход сумматора 17. На выходах сумматоров 16 и 17 формируются чапряжения питания испытуемого ОУ U,. и Un , противоположных полярное 1Й (фиг.2д, е). Генератор 10 импульсоч формирует сигнал прямоугольной формы с частотой ,, который поступает на вход блока 11 управления (фиг.2а). На первом выходе блока 11 управления формируется сигнал прямоугольной формы с частотой f. f, /2. Этим сигналом осуществляется управление модулятором 14 (фиг.26). На вход модулятора 14 поступает напряжение Уд„ с выхода блока 12 источников разнополярного опорного напряжения. На выходе модулятора 14 формируется сигнал прямоугольной формы, симметричный относительно нулевого уровня с частотой f, и амплитудой ид„(фиг.2г). Это напряжение поступает на вторые входы сумматоров 16 и 17, а также на управляющий вход вспомогательного усилителя 7, вызывая изменение питающих напряжений испытуемого ОУ и его выходного напряжения на величину +U д„ и -Don относительно их певоначального уровня с частотой f, что эквивалентно подаче на вход испытуемого ОУ синфазного сигнала прямоугольной формы и, (t) с амплитудой и частотой fz (Фиг.2д,е), Коэффициент ослабления синфазных входных напряжений испытуемого ОУ определяется на математического выражения вида

к- - -Уе. 00 - ид

где и Ugn - амплитуда синфазного

вводного сигнала Uc(p

и - амплитуда дифференциального входного сигнала U (t), испытуемого ОУ, обусловленного синфазным сигналом U(, (t) .

Величина U определяется по результатам измерения амплитуды Ifgu выходного сигнала Ugu(t) вспомогательного, усилителя 7, математическое выражение которого имеет вид

и (

Ч R«

) U

А

где R, и R,

й

- сопротивления первого и второго масштабных резисторов 8 и 9 соответственно Для улучшения отношения сигнал/ / лум с выхода вспомогательного усилителя 7 сигнал поступает на вход демодулятора 18 (фиг.2ж). Управление демодулятором 18 осуществляется сигналом прямоугольной формы с частотой f,j, поступающим с второго выхода блока 11 управления (фиг.2в). Сигнал на этом выходе отличается от сигнала на первом выходе блока 11 управления временным сдвигом. Этот сдвиг компенсирует временные сдвиги, возникающие во вспомогательном усилителе 7 и испытуемом ОУ (фиг.26,в) Демодулятор улучшает отношение сигнал/шум измеряемого сигнала и преобразует сигнал переменного тока и (t) в напряжение постоянного тока U К-1, ву которое регистрируется измерителем 19 постоянного напряжения (фиг,2з), где К - коэффициент передачи демодулятора 18.

Коэ(1)фициент ослабления синфазных входных напряжений испытуемого ОУ вычисляется по следующему матема- тическому выражению:

Rs lUonl

.ctp - R; Turf

Повышение точности устройства доК.

второго вывода питания испытуемого 40 операционного усилителя, пятая клемма устройства для подключения выхода испытуемого операционного усилителя через вспомогательный усилитель соединена с входом блока демодулято- 45 ра, второй вывод второго масштабного резистора соединен с общей шиной и с второй клеммой устройства для подключения второго входа испытуемого операционного усилителя, втотигнуто за счет использования симмет- О мматоричных питающих напряжении испытуемо- 50 Р .............ого ОУ, формируемых из одного и того же источника одн полярного напряжения питания.

ров и второй вход вспомогательного усилителя соединены с выходом модулятора.

Формула изобретения

Устройство для измерения коэффициента ослабления синфазных входных напряжений операционного усилителя, содержащее первый и второй масштабные резисторы, первые вьшоды которых соединены с первой клеммой устройства для подключения входа испытуемого операционного усилителя, последовательно соединенные генератор импульсов и блок управления, первьпЧ выход которого соединен с управляющим входом модулятора, а второй выход блока управления подключен к управляющему входу блока демодулятора, выход которого соединен с входом измерителя постоянного напряжения, а вход блока демодулятора соединен с вторым выводом первого масгатабного резистора, вход модулятора соединен с выходом источника опорного напряжения, отличающееся тем, что, с

целью повышения точности измерений в широком диапазоне изменения коэффициентов ослабления, в него введены второй источник опорного напряжения, вспомогательный усилитель, два сумматора и инвертор, при этом выход второго источника опорного напряжения через первый сумматора подключен к третьей клемме устройства для подключения питания испытуемого операционного усилителя, а через последовательно соединенные инвертор и второй cj MMaTOp подключен к четвертой клемме устройства для подключения

второго вывода питания испытуемого операционного усилителя, пятая клемма устройства для подключения выхода испытуемого операционного усилителя через вспомогательный усилитель соединена с входом блока демодулято- ра, второй вывод второго масштабного резистора соединен с общей шиной и с второй клеммой устройства для подключения второго входа испытуемого операционного усилителя, вто

О мматоР .............оров и второй вход вспомогательного усилителя соединены с выходом модулятора.

Фае,I

Изобретение огносится к технике измерений. Цель изобретения - повышение точности измерения в широком диапазоне изменения коэффициента ослабления синфазных входных напряжений операционных усилителей. Устройство содержит испытуемый операционный усилитель (ОУ) 1, клеммы 2,3,4, 5,6, вспомогательный усилитель 7, масштабные резисторы 8 и 9, генератор 10 импульсов, блок П управления, блок 12 источников разнополяр- ного опорного напряжения, источник 13 однополярного опорного напряжения модулятор 14, инвертор 15, сумматоры 16 и 17, демодулятор 18 и измеритель 19 постоянного напряжения. Повышение точности устройства дос- тигнуто за счет использования симметричных питающих напряжений испытуемого ОУ, формируемых из одного и того же источника однополярного напряжения питания. 2 ил. о 4 ;о Од О5 Фиг.1