要測(cè)試運(yùn)算放大器的參數(shù),測(cè)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(shè)置都需要以下物料:
- AMP-PDK-EVM 主板
- 封裝型號(hào)子卡
- 受測(cè)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(duì)常見運(yùn)算放大器參數(shù)的以下測(cè)試設(shè)置。
除了該部分之外,ti.com 上還提供了分步指導(dǎo)視頻。
這些示例中顯示的設(shè)備僅用于說明目的。
每個(gè)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(cè)得的。
該測(cè)試所需的其他設(shè)備為:
在參考節(jié) 2.3來測(cè)量 IQ 時(shí),
- 將一個(gè)子卡安裝在同相增益 = 1V/V(緩沖器)的預(yù)配置電路中。
- 將正電源與 DMM 串聯(lián):
- 在匹配器件數(shù)據(jù)表?xiàng)l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(shè)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(yīng)端口。
- 將 DMM 的另一個(gè)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(huì)映射所有可能的引腳,具體取決于運(yùn)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(cè)量直流電流。
- 開啟電源輸出。
- 在 DMM 上,將觀察到的電流除以運(yùn)算放大器中的通道數(shù)。
在匹配所有其他數(shù)據(jù)表?xiàng)l件的情況下,該測(cè)試設(shè)置有助于使用計(jì)算得出的靜態(tài)電流來驗(yàn)證數(shù)據(jù)表中的靜態(tài)電流。(1)
連續(xù)性
大多數(shù)運(yùn)算放大器引腳都具有連接到任一電源軌(V+ 或 V-)的 ESD 保護(hù)二極管。要檢查這些二極管是否存在及其運(yùn)行情況,請(qǐng)執(zhí)行該過程。
該測(cè)試所需的其他設(shè)備為:
注: 這是單電源測(cè)試,因此不需要三路電源。
在參考節(jié) 2.3測(cè)量連續(xù)接性時(shí),
- 將一個(gè)子卡安裝到引腳對(duì)引腳電路上。
- 將電源的正電源連接到 DMM 的相應(yīng)端口。電源的電流限制必須設(shè)置為 9mA。
- 電源接地端和 DMM 上的另一個(gè)端口是兩個(gè)連續(xù)性測(cè)試點(diǎn),由于 ESD 二極管的性質(zhì),一個(gè)必須以電源 V+_P2P 或 V-_P2P 為基準(zhǔn);另一個(gè)是受測(cè)引腳。
- 開啟電源輸出。
- 手動(dòng)以小增量增大電源輸出電壓,同時(shí)記錄各增量之間的電流,直到測(cè)量的電流達(dá)到最大值 9mA。任一方向上的電壓都不得超過 2-3V。
- 子卡會(huì)映射所有可能的引腳,具體取決于運(yùn)算放大器的通道數(shù)。可以根據(jù) V+_p2p 或 V-_p2p 測(cè)試所有 INx+、INx- 和 OUTx 引腳。
或者,可以使用源表自動(dòng)執(zhí)行該測(cè)試。
該測(cè)試設(shè)置有助于驗(yàn)證 ESD 二極管是否存在及其運(yùn)行情況。
輸入失調(diào)電壓 (VOS)
VOS 是運(yùn)算放大器輸入級(jí)的誤差源,量化為強(qiáng)制運(yùn)算放大器輸出為 0V 所需的差分輸入電壓。
該測(cè)試所需的其他設(shè)備為:
在參考節(jié) 2.3測(cè)量 VOS 時(shí),
- 將子卡安裝到同相增益 = 1001V/V 或同相增益 = 101V/V 預(yù)配置電路上,具體取決于器件的典型或預(yù)期失調(diào)電壓。通常,對(duì)于精密運(yùn)算放大器,使用同相增益 = 1001V/V,對(duì)于通用運(yùn)算放大器,使用同相增益 = 101V/V。
- 在匹配器件數(shù)據(jù)表?xiàng)l件的同時(shí),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(shè)置為器件的 ISC + IQ(考慮所有通道)。
- 子卡會(huì)映射所有可能的引腳,具體取決于運(yùn)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(gè)端口連接到 OUTx,將另一個(gè)端口連接到 GND。
- 配置 DMM 以測(cè)量直流電壓。
- 開啟電源輸出。
- 將 DMM 的電壓測(cè)量值乘除以預(yù)配置電路的增益。
在匹配所有其他數(shù)據(jù)表?xiàng)l件的情況下,該測(cè)試設(shè)置有助于使用計(jì)算得出的輸入失調(diào)電壓來驗(yàn)證數(shù)據(jù)表中的輸入失調(diào)電壓。
相對(duì)于電源電壓的電壓輸出擺幅 (VOL/VOH)
當(dāng)輸出接近器件的 V+ 和 V- 時(shí),VOH 和 VOL 是運(yùn)算放大器輸出的電壓限值。
該測(cè)試所需的其他設(shè)備為:
在參考節(jié) 2.3測(cè)量 VOH 和 VOL 時(shí),
- 將一個(gè)子卡安裝在同相增益 = 1V/V(緩沖器)的預(yù)配置電路中。對(duì)于非軌到軌輸入運(yùn)算放大器,需要為放大器設(shè)置一個(gè)增益,以嘗試強(qiáng)制輸出為任一電源軌。
- 在匹配器件數(shù)據(jù)表?xiàng)l件的同時(shí),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(shè)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(shè)置為運(yùn)算放大器的 V+ 值。電源的電流限制必須設(shè)置為 9mA。
- 將 DMM 的一個(gè)端口連接到 OUTx,將另一個(gè)端口連接到 GND。
- 子卡會(huì)映射所有可能的引腳,具體取決于運(yùn)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(cè)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(cè)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(cè)得的電壓絕對(duì)值之間的差值。
在匹配所有其他數(shù)據(jù)表?xiàng)l件的情況下,該測(cè)試設(shè)置有助于根據(jù)計(jì)算得出的相對(duì)于電源軌的電壓輸出擺幅來驗(yàn)證數(shù)據(jù)表中的相對(duì)于電源軌的電壓輸出擺幅。
增益帶寬積 (GBWP)
該測(cè)試所需的其他設(shè)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(cè)量 GBW 時(shí),
- 將一個(gè)子卡安裝在同相增益 = 101V/V 的預(yù)配置電路中。
- 在匹配器件數(shù)據(jù)表?xiàng)l件的同時(shí),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(shè)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(zhǔn)。
- 子卡會(huì)映射所有可能的引腳,具體取決于運(yùn)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(gè) DMM 端口連接到 OUTx,將另一個(gè)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(hào)(20mVpp,100Hz,0 失調(diào)電壓)。
- 開啟波形函數(shù)發(fā)生器。
- 配置 DMM 以測(cè)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(yù)配置電路的增益。
在匹配所有其他數(shù)據(jù)表?xiàng)l件的情況下,該測(cè)試設(shè)置有助于使用計(jì)算得出的增益帶寬積來驗(yàn)證數(shù)據(jù)表中的增益帶寬積。
壓擺率 (SR)
SR 是運(yùn)算放大器輸出電壓的最大變化率,單位為伏/微秒。
該測(cè)試所需的其他設(shè)備為:
在參考節(jié) 2.3測(cè)量 SR 時(shí),
- 將一個(gè)子卡安裝在同相增益 = 1V/V(緩沖器)的預(yù)配置電路中。
- 在匹配器件數(shù)據(jù)表?xiàng)l件的同時(shí),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(shè)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(zhǔn)。輸入信號(hào)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(huì)映射所有可能的引腳,具體取決于運(yùn)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(zhǔn)。
- 開啟電源輸出。
- 開啟波形函數(shù)發(fā)生器。
- 配置示波器以測(cè)量大約 10% 和 90% 的輸出波形,注意時(shí)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?xiàng)l件的情況下,該測(cè)試設(shè)置有助于使用計(jì)算得出的壓擺率來驗(yàn)證數(shù)據(jù)表中的壓擺率。
比較器設(shè)置
AMP-PDK-EVM 套件能夠使用引腳對(duì)引腳電路來測(cè)試比較器的基本功能。請(qǐng)勿使用任何其他增益配置來測(cè)試比較器器件,因?yàn)檫@可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差。該電路板不提供正反饋或遲滯設(shè)置。
引腳對(duì)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(xiàng),如圖 2-17 所示。默認(rèn)情況下未組裝 Rupx。
對(duì)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(huì)懸空至未知狀態(tài)。在使用推挽器件時(shí),無需組裝該電阻器。可以在產(chǎn)品頁(yè)面和數(shù)據(jù)表中驗(yàn)證比較器的輸出類型。
有關(guān)比較器的更多信息,請(qǐng)參考 TI 高精度實(shí)驗(yàn)室。
高級(jí)測(cè)試設(shè)置
上述測(cè)試設(shè)置是具有 1、101、1001 和 -1 增益選項(xiàng)的無焊預(yù)配置運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)。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(bǔ)償電路選項(xiàng),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(cè)試點(diǎn)以幫助驗(yàn)證放大器穩(wěn)定性。有關(guān)運(yùn)算放大器噪聲和穩(wěn)定性的更多資源,請(qǐng)參考 TI 高精度實(shí)驗(yàn)室。