要測試運算放大器的參數(shù),測試條件必須與器件電氣特性表中列出的條件相匹配。所有設置都需要以下物料:
- AMP-PDK-EVM 主板
- 封裝型號子卡
- 受測器件 (DUT)
- 三路電源
按照節(jié) 2.3中的組裝說明操作后,可以參考針對常見運算放大器參數(shù)的以下測試設置。
除了該部分之外,ti.com 上還提供了分步指導視頻。
這些示例中顯示的設備僅用于說明目的。
每個放大器的靜態(tài)電流 (IQ)
IQ 是在與電源和 AMP-PDK-EVM 串聯(lián)的情況下測得的。
該測試所需的其他設備為:
在參考節(jié) 2.3來測量 IQ 時,
- 將一個子卡安裝在同相增益 = 1V/V(緩沖器)的預配置電路中。
- 將正電源與 DMM 串聯(lián):
- 在匹配器件數(shù)據(jù)表條件的情況下,將 AMP-PDK-EVM 上的 V- 和 GND 連接到三路電源上的電源。電源的電流限制必須至少設置為 IQ 的 10 倍(考慮所有通道)。
- 將 AMP-PDK-EVM 上的 V+ 連接到 DMM 上的相應端口。
- 將 DMM 的另一個端口連接到三路電源上的正電源。將輸出電流限制為 IQ 的至少 10 倍(考慮所有通道)。
- 子卡會映射所有可能的引腳,具體取決于運算放大器的通道數(shù)。子電路上的所有 INx+ 引腳都必須連接到 GND。
- 配置 DMM 以測量直流電流。
- 開啟電源輸出。
- 在 DMM 上,將觀察到的電流除以運算放大器中的通道數(shù)。
在匹配所有其他數(shù)據(jù)表條件的情況下,該測試設置有助于使用計算得出的靜態(tài)電流來驗證數(shù)據(jù)表中的靜態(tài)電流。(1)
連續(xù)性
大多數(shù)運算放大器引腳都具有連接到任一電源軌(V+ 或 V-)的 ESD 保護二極管。要檢查這些二極管是否存在及其運行情況,請執(zhí)行該過程。
該測試所需的其他設備為:
注: 這是單電源測試,因此不需要三路電源。
在參考節(jié) 2.3測量連續(xù)接性時,
- 將一個子卡安裝到引腳對引腳電路上。
- 將電源的正電源連接到 DMM 的相應端口。電源的電流限制必須設置為 9mA。
- 電源接地端和 DMM 上的另一個端口是兩個連續(xù)性測試點,由于 ESD 二極管的性質(zhì),一個必須以電源 V+_P2P 或 V-_P2P 為基準;另一個是受測引腳。
- 開啟電源輸出。
- 手動以小增量增大電源輸出電壓,同時記錄各增量之間的電流,直到測量的電流達到最大值 9mA。任一方向上的電壓都不得超過 2-3V。
- 子卡會映射所有可能的引腳,具體取決于運算放大器的通道數(shù)??梢愿鶕?jù) V+_p2p 或 V-_p2p 測試所有 INx+、INx- 和 OUTx 引腳。
或者,可以使用源表自動執(zhí)行該測試。
該測試設置有助于驗證 ESD 二極管是否存在及其運行情況。
輸入失調(diào)電壓 (VOS)
VOS 是運算放大器輸入級的誤差源,量化為強制運算放大器輸出為 0V 所需的差分輸入電壓。
該測試所需的其他設備為:
在參考節(jié) 2.3測量 VOS 時,
- 將子卡安裝到同相增益 = 1001V/V 或同相增益 = 101V/V 預配置電路上,具體取決于器件的典型或預期失調(diào)電壓。通常,對于精密運算放大器,使用同相增益 = 1001V/V,對于通用運算放大器,使用同相增益 = 101V/V。
- 在匹配器件數(shù)據(jù)表條件的同時,將三路電源連接到 AMP-PDK-EVM 的 V+、GND 和 V-。電源的電流限制可以設置為器件的 ISC + IQ(考慮所有通道)。
- 子卡會映射所有可能的引腳,具體取決于運算放大器的通道數(shù)。子電路上的所有 INx+ 引腳都需要連接到 GND。
- 將 DMM 的一個端口連接到 OUTx,將另一個端口連接到 GND。
- 配置 DMM 以測量直流電壓。
- 開啟電源輸出。
- 將 DMM 的電壓測量值乘除以預配置電路的增益。
在匹配所有其他數(shù)據(jù)表條件的情況下,該測試設置有助于使用計算得出的輸入失調(diào)電壓來驗證數(shù)據(jù)表中的輸入失調(diào)電壓。
相對于電源電壓的電壓輸出擺幅 (VOL/VOH)
當輸出接近器件的 V+ 和 V- 時,VOH 和 VOL 是運算放大器輸出的電壓限值。
該測試所需的其他設備為:
在參考節(jié) 2.3測量 VOH 和 VOL 時,
- 將一個子卡安裝在同相增益 = 1V/V(緩沖器)的預配置電路中。對于非軌到軌輸入運算放大器,需要為放大器設置一個增益,以嘗試強制輸出為任一電源軌。
- 在匹配器件數(shù)據(jù)表條件的同時,將三路電源連接到 AMP-PDK-EVM 的 V+、GND 和 V-。需要將電源的電流限制設置為器件的 ISC + IQ(考慮所有通道)。
- 在 INx+ 引腳和 GND 之間連接單電源。將單電源電壓設置為運算放大器的 V+ 值。電源的電流限制必須設置為 9mA。
- 將 DMM 的一個端口連接到 OUTx,將另一個端口連接到 GND。
- 子卡會映射所有可能的引腳,具體取決于運算放大器的通道數(shù)。子電路上的所有其他 INx+ 引腳必須連接到 GND。
- 配置 DMM 以測量直流電壓。
- 首先開啟三路電源;然后開啟單電源。
- VOH 是 V+ 與在 DMM 上測得的電壓之間的差值。
- 交換步驟 3 中列出的單電源連接。正電源必須連接到 GND,電源的接地端必須連接到 +INx 引腳。
- VOL 是 V+ 與在 DMM 上測得的電壓絕對值之間的差值。
在匹配所有其他數(shù)據(jù)表條件的情況下,該測試設置有助于根據(jù)計算得出的相對于電源軌的電壓輸出擺幅來驗證數(shù)據(jù)表中的相對于電源軌的電壓輸出擺幅。
增益帶寬積 (GBWP)
該測試所需的其他設備為:
- 數(shù)字萬用表 (DMM) 或電壓表
- 波形函數(shù)發(fā)生器
在參考節(jié) 2.3測量 GBW 時,
- 將一個子卡安裝在同相增益 = 101V/V 的預配置電路中。
- 在匹配器件數(shù)據(jù)表條件的同時,將三路電源連接到 AMP-PDK-EVM 的 V+、GND 和 V-。電源的電流限制必須設置為器件的 ISC + IQ(考慮所有通道)。
- 將頻率發(fā)生器的輸出連接到 INx+ 引腳并以 GND 為基準。
- 子卡會映射所有可能的引腳,具體取決于運算放大器的通道數(shù)。子電路上的所有其他 INx+ 引腳必須連接到 GND。
- 將一個 DMM 端口連接到 OUTx,將另一個端口連接到 GND。
- 開啟電源輸出。
- 配置波形發(fā)生器以輸出小信號(20mVpp,100Hz,0 失調(diào)電壓)。
- 開啟波形函數(shù)發(fā)生器。
- 配置 DMM 以測量交流電壓。記錄 DMM 電壓。
- 增加波形發(fā)生器上的頻率,直到 DMM 讀取原始 DMM 電壓的 70.7%。記錄波形發(fā)生器的頻率。
將頻率乘以預配置電路的增益。
在匹配所有其他數(shù)據(jù)表條件的情況下,該測試設置有助于使用計算得出的增益帶寬積來驗證數(shù)據(jù)表中的增益帶寬積。
壓擺率 (SR)
SR 是運算放大器輸出電壓的最大變化率,單位為伏/微秒。
該測試所需的其他設備為:
在參考節(jié) 2.3測量 SR 時,
- 將一個子卡安裝在同相增益 = 1V/V(緩沖器)的預配置電路中。
- 在匹配器件數(shù)據(jù)表條件的同時,將三路電源連接到 AMP-PDK-EVM 的 V+、GND 和 V-。電源的電流限制必須設置為器件的 ISC + IQ(考慮所有通道)。
- 將波形發(fā)生器連接到 INx+ 引腳,以 GND 為基準。輸入信號必須是數(shù)據(jù)表中列出的輸入電壓共模大小的階躍函數(shù)。
- 子卡會映射所有可能的引腳,具體取決于運算放大器的通道數(shù)。子電路上的所有其他 INx+ 引腳必須連接到 GND。
- 將示波器探頭連接到 OUTx,探頭以 GND 為基準。
- 開啟電源輸出。
- 開啟波形函數(shù)發(fā)生器。
- 配置示波器以測量大約 10% 和 90% 的輸出波形,注意時間差。壓擺率是以伏/微秒為單位的變化率。
在匹配所有其他數(shù)據(jù)表條件的情況下,該測試設置有助于使用計算得出的壓擺率來驗證數(shù)據(jù)表中的壓擺率。
比較器設置
AMP-PDK-EVM 套件能夠使用引腳對引腳電路來測試比較器的基本功能。請勿使用任何其他增益配置來測試比較器器件,因為這可能會導致測量誤差。該電路板不提供正反饋或遲滯設置。
引腳對引腳板的背面包含在比較器輸出端組裝上拉電阻器 Rupx 的選項,如圖 2-17 所示。默認情況下未組裝 Rupx。
對于任何具有漏極開路/集電極開路輸出類型的比較器,都需要組裝 Rupx。如果沒有上拉電阻,則比較器的輸出可能會懸空至未知狀態(tài)。在使用推挽器件時,無需組裝該電阻器。可以在產(chǎn)品頁面和數(shù)據(jù)表中驗證比較器的輸出類型。
有關比較器的更多信息,請參考 TI 高精度實驗室。
高級測試設置
上述測試設置是具有 1、101、1001 和 -1 增益選項的無焊預配置運算放大器設計。通過更改無源器件,還能夠以不同的增益比更改該電路板。除了現(xiàn)有的已組裝無源器件之外,還包含補償電路選項,以限制噪聲 (CF) 并幫助提高穩(wěn)定性 (RISO),如原理圖 所示。提供了 OAx 測試點以幫助驗證放大器穩(wěn)定性。有關運算放大器噪聲和穩(wěn)定性的更多資源,請參考 TI 高精度實驗室。