ГОСТ 23089.17-90 Микросхемы интегральные. Методы измерения входного и выходного сопротивлений операционных усилителей

ГОСТ 23089.17-90

Группа Э29

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

МИКРОСХЕМЫ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ

Методы измерения входного и выходного сопротивлений операционных усилителей

Integrated circuits. Methods of measuring input and output resistances of operational amplifiers

ОКП 62 3100

Срок действия с 01.07.91
до 01.07.96*
_______________________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу N 5-94 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации
(ИУС N 11/12, 1994 год). - .

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТЧИКИ

А.К.Атанасян, А.В.Бильштейн, В.А.Зайко, М.Н.Коробкова, Е.Г.Татевосян, И.А.Туманова

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 30.03.90 N 698

3. Срок проверки - 1995 г. Периодичность проверки - 5 лет

4. В стандарт введен международный стандарт МЭК 748-3-86

5. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Настоящий стандарт устанавливает методы измерения входного (дифференциального) сопротивления и выходного сопротивления операционных усилителей (далее - ОУ).

Общие требования и требования безопасности - по ГОСТ 23089.0.

1. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ВХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

1.1. Условия и режим измерений

1.1.1. Метод основан на двух измерениях отношения выходного напряжения ОУ к пропорциональному входному напряжению в суммирующей точке при заданном значении частоты входного переменного напряжения при включении ОУ без добавочных резисторов во входных цепях и с включенными резисторами во входных цепях, а также последующим вычислением входного сопротивления ОУ.

1.1.2. Электрический режим и условия измерения должны соответствовать установленным в технических условиях (ТУ) на ОУ конкретных типов.

1.2. Аппаратура

1.2.1. Измерения следует проводить на установке, электрическая структурная схема которой приведена на чертеже.

- проверяемый ОУ; - источник переменного напряжения; и - источники постоянного напряжения; - вспомогательное устройство балансировки (ВУБ); , - измерители переменного напряжения; , - суммирующие резисторы; , - резисторы входного делителя напряжения; - симметрирующий резистор; , - добавочные резисторы; - резистор нагрузки проверяемого ОУ; - входной резистор ВУБ; - разделительный конденсатор; - конденсатор цепи обратной связи ВУБ; - устройства коммутации; - инвертирующий вход; - неинвертирующий вход; - суммирующая точка

1.2.2. Сопротивления резистора () в омах выбирают из условия

, (1)

где - минимальное значение входного сопротивления проверяемого ОУ, Ом.

1.2.3. Сопротивления резисторов (, и ) в омах выбирают из следующих условий

, (2)

где - абсолютное максимальное значение напряжения смещения нуля проверяемого ОУ, В;

- абсолютное максимальное значение выходного напряжения вспомогательного устройства балансировки , В.

, (3)

где - входное сопротивление измерителя , Ом;

- минимальное допустимое сопротивление нагрузки источника переменного напряжения , Ом.

, (4)

где - минимальное допустимое сопротивление нагрузки ВУБ, Ом.

1.2.4. Сопротивления резистора () в омах выбирают из условия

. (5)

Допустимое отклонение сопротивления резисторов и должно быть в пределах ±1%.

1.2.5. Сопротивление резистора () в омах выбирают из условия

, (6)

где - сопротивление нагрузки, установленное в ТУ на ОУ конкретных типов, Ом;

- входное сопротивление измерителя на частоте , Ом;

- входное сопротивление ВУБ на частоте , Ом.

1.2.6. Сопротивление резистора () в омах выбирают из условия

. (7)

1.2.7. Допустимые отклонения сопротивления резисторов , должны быть в пределах ±0,5%.

1.2.8. Источник переменного напряжения должен обеспечивать установление и поддержание на время измерения переменного напряжения синусоидальной формы , установленного в ТУ на ОУ конкретных типов, с погрешностью в пределах ±3%. Частоту () в герцах переменного напряжения источника выбирают из условия

, (8)

где - частота среза проверяемого ОУ, Гц.

Нестабильность по напряжению источника переменного напряжения за время измерения не должна превышать ±2%.

Погрешность установления и поддержания частоты переменного напряжения источника должна находиться в пределах ±2%.

1.2.9. Источники постоянного напряжения и должны обеспечивать установление и поддержание напряжения питания, установленного в стандартах или технических условиях на ОУ конкретных типов с погрешностью в пределах ±1%.

1.2.10. Емкость конденсатора в фарадах выбирают из условия

. (9)

Допустимое отклонение емкости конденсатора должно находиться в пределах ±10%.

1.2.11. Емкость конденсатора в фарадах выбирают из условия

. (10)

Допустимое отклонение емкости конденсатора должно находиться в пределах ±10%.

1.2.12. Измеритель переменного напряжения должен обеспечивать измерение напряжения в суммирующей точке с погрешностью в пределах ±2% на частоте .

1.2.13. Измеритель переменного напряжения должен обеспечивать измерение напряжения на выходе проверяемого ОУ с погрешностью в пределах ±2% на частоте .

1.2.14. Коэффициент усиления ВУБ без обратной связи на частоте должен удовлетворять условию

, (11)

где - коэффициент усиления ВУБ на частоте .

ВУБ , резистор и конденсатор исключают из схемы измерительной установки, если выполняется условие

, (12)

где - абсолютное максимальное значение выходного напряжения ОУ, В.

При этом выход проверяемого ОУ подсоединяют к правому по схеме выводу резистора .

В этом случае значение сопротивления резистора в омах вместо условия (6) выбирают из условия

. (13)

1.2.15. Рекомендации по выбору приборов для автоматизированных измерений входного сопротивления ОУ приведены в приложении 1.

1.3. Подготовка и проведение измерений

1.3.1. Подключают ОУ к измерительной установке.

1.3.2. На ОУ подают напряжение питания от источников и .

1.3.3. При замкнутых устройствах коммутации подают от источника переменное напряжение с частотой .

1.3.4. Измеряют напряжение в суммирующей точке с измерителем и напряжение на выходе ОУ измерителем .

1.3.5. Размыкают устройства коммутации и .

1.3.6. Измеряют напряжение в суммирующей точке измерителем и напряжение на выходе ОУ измерителем .

1.4. Обработка результатов

1.4.1. Значение входного сопротивления в омах рассчитывают по формуле

. (14)

1.5. Показатели точности измерений

1.5.1. Показатели точности измерения входного сопротивления проверяемого ОУ должны соответствовать установленным в ТУ на ОУ конкретных типов.

Интервал, в котором с установленной вероятностью 0,997 находится погрешность измерения, рассчитывают по формулам, приведенным в приложении 2.

2. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ВЫХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

2.1. Условия и режим измерения

2.1.1. Метод основан на двух измерениях отношения выходного напряжения ОУ к пропорциональному входному напряжению в суммирующей точке при заданном значении частоты входного переменного напряжения при включении ОУ без резистора нагрузки и с включенным резистором нагрузки, а также последующим вычислением выходного сопротивления ОУ.

2.1.2. Электрический режим и условия измерения должны соответствовать установленным в ТУ на ОУ конкретных типов.

2.2. Аппаратура

2.2.1. Измерения следует проводить на установке, электрическая структурная схема которой приведена на чертеже (см. п.1.2.1).

2.2.2. Сопротивления резисторов , и в омах должны удовлетворять требованиям пп.1.2.2-1.2.4 и 1.2.6, 1.2.7.

2.2.3. Резисторы и и устройства коммутации и исключают из схемы измерительной установки в случае измерения только выходного сопротивления ОУ. При этом соединяют вход проверяемого ОУ с точкой соединения резисторов и , а вход - с резистором .

2.2.4. Сопротивление резистора в омах выбирают из условия

, (15)

где - максимальное значение выходного сопротивления ОУ, Ом.

Допустимое отклонение сопротивления резистора должно быть в пределах ±0,5%.

2.2.5. Источник переменного напряжения должен обеспечивать установление и поддержание на время измерения значений переменного напряжения синусоидальной формы с погрешностью в пределах ±3% на частоте .

Значение переменного напряжения () в вольтах выбирают из условия

, (16)

где - максимальный допустимый ток нагрузки проверяемого ОУ, А.

Частота должна удовлетворять условию (8).

2.2.6. Источники постоянного напряжения и должны удовлетворять требованиям п.1.2.9.

2.2.7. Емкости конденсаторов и должны удовлетворять требованиям пп.1.2.10 и 1.2.11.

2.2.8. Измерители переменного напряжения и должны удовлетворять требованиям пп.1.2.12 и 1.2.13. Входное сопротивление измерителя должно удовлетворять дополнительному условию

, (17)

где - входное сопротивление измерителя на частоте , Ом.

2.2.9. Вспомогательный усилитель балансировки должен удовлетворять требованиям п.1.2.14.

Входное сопротивление ВУБ должно удовлетворять дополнительному условию

, (18)

где - входное сопротивление ВУБ на частоте , Ом.

При исключении ВУБ, резистора и конденсатора из схемы измерительной установки требования п.2.2.4 к сопротивлению резистора не изменяются.

2.2.10. Рекомендации по выбору приборов для автоматизированных измерений выходного сопротивления ОУ приведены в приложении 1.

2.3. Подготовка к проведению измерений

2.3.1. Подключают ОУ к измерительной установке.

2.3.2. На ОУ подают напряжение питания от источников и .

2.3.3. От источника подают переменное напряжение с частотой при замкнутых устройствах коммутации , и разомкнутом .

2.3.4. Измеряют напряжение в суммирующей точке измерителем и напряжение на выходе ОУ измерителем .

2.3.5. Замыкают устройство коммутации .

2.3.6. Измеряют напряжение в суммирующей точке измерителем и напряжение на выходе ОУ измерителем .

2.4. Обработка результатов измерений

2.4.1. Значение выходного сопротивления ОУ () в омах рассчитывают по формуле

. (19)

2.5. Показатели точности измерения

2.5.1. Показатели точности измерения выходного сопротивления проверяемого ОУ должны соответствовать установленным в ТУ на ОУ конкретных типов.

Интервал, в котором с установленной вероятностью 0,997 находится погрешность измерения, рассчитывают по формулам, приведенным в приложении 2.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Рекомендуемое

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ ПРИБОРОВ ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ВХОДНОГО И ВЫХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЙ ОУ

В качестве измерителей и , а также источника переменного напряжения рекомендуется применять приборы, имеющие выход на шину IEEE 488. Для автоматизированного измерения входного и выходного сопротивлений ОУ рекомендуется применять следующие типы приборов: В3-63, В7-34, Г3-119, Г3-122 или аналогичные.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ВХОДНОГО И ВЫХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЙ

1. Составляющие погрешности измерения

1.1. Погрешность (), вызванную неточностью установления и поддержания переменного напряжения источника , определяют по формуле

, (20)

где - относительная погрешность установления и поддержания переменного напряжения источника .

1.2. Погрешность (), вызванную неточностью установления и поддержания частоты переменного напряжения источника для метода 1, рассчитывают по формуле

, (21)

где - значение изменения входного сопротивления, вызванное неточностью установления и поддержания частоты переменного напряжения, Ом;

- минимальное значение входного сопротивления проверяемого ОУ, Ом.

1.3. Погрешность (), вызванную неточностью установления и поддержания частоты переменного напряжения источника для метода 2, рассчитывают по формуле

, (22)

где - значение изменения выходного сопротивления, вызванное неточностью установления и поддержания частоты переменного напряжения, Ом;

- минимальное значение выходного сопротивления проверяемого ОУ, Ом.

1.4. Погрешность (), вызванную неточностью установления и поддержания напряжения питания ОУ при измерении входного сопротивления, рассчитывают по формуле

, (23)

где - значение изменения входного сопротивления, вызванное неточностью установления и поддержания напряжения питания ОУ, Ом.

1.5. Погрешность (), вызванную неточностью установления и поддержания напряжения питания ОУ при измерении выходного сопротивления, рассчитывают по формуле

, (24)

где - значение изменения выходного сопротивления, вызванное неточностью установления и поддержания напряжения питания ОУ, Ом.

1.6. Погрешность (), вызванную конечным значением коэффициента усиления схемы включения ОУ с отрицательной обратной связью при измерении входного сопротивления, рассчитывают по формуле

, (25)

где - значение изменения входного сопротивления, вызванное конечным значением коэффициента усиления схемы включения ОУ, Ом.

1.7. Погрешность (), вызванную конечным значением коэффициента усиления схемы включения ОУ при измерении выходного сопротивления, рассчитывают по формуле

, (26)

где - значение изменения выходного сопротивления, вызванное конечным значением коэффициента усиления схемы включения ОУ, Ом.

1.8. Погрешность (), вызванную отклонением сопротивления нагрузки проверяемого ОУ при измерении входного сопротивления, рассчитывают по формуле

, (27)

где - значение изменения входного сопротивления, вызванное отклонением сопротивления нагрузки проверяемого ОУ, Ом.

1.9. Погрешность (), вызванную допустимым отклонением сопротивления добавочных резисторов и , рассчитывают по формуле

, (28)

где - допустимое отклонение сопротивления резисторов и .

1.10. Погрешность (), вызванную допустимым отклонением резистора , рассчитывают по формуле

, (29)

где - допустимое отклонение сопротивления резистора .

1.11. Погрешность (), вызванную конечным значением входного сопротивления измерителя , рассчитывают по формуле

, (30)

где - минимальное значение входного сопротивления измерителя , Ом.

1.12. Погрешность (), вызванную конечным значением входного сопротивления ВУБ , рассчитывают по формуле

, (31)

где - входное сопротивление ВУБ , Ом.

1.13. Погрешность (), вызванную шумовыми параметрами проверяемого ОУ, определяют экспериментально статистической обработкой результатов измерений конкретных типов ОУ.

1.14. Погрешность (), вызванную погрешностью измерителя , рассчитывают по формуле

, (32)

где - относительная погрешность измерителя переменного напряжения .

1.15. Погрешность (), вызванную погрешностью измерителя , рассчитывают по формуле

, (33)

где - относительная погрешность измерителя переменного напряжения .

2. Погрешность измерения

2.1. Интервал (), в котором с установленной вероятностью находится погрешность измерения входного сопротивления ОУ, рассчитывают по формуле

(34)

где - коэффициент, зависящий от закона распределения погрешности измерения и установленной вероятности 2,97 для нормального закона распределения и 0,997;

, - коэффициенты, зависящие от законов распределения частных погрешностей. Для частной погрешности с нормальным законом распределения 2,97. Для частной погрешности с равномерным законом распределения 1,72.

2.2. Интервал, в котором с установленной вероятностью находится погрешность измерения выходного сопротивления ОУ, рассчитывают по формуле

(35)

Электронный текст документа
и сверен по:

М.: Издательство стандартов, 1990