运算放大器参数的基本仿真方法示例(2nd edition)

运算放大器参数的基本仿真方法示例(2nd edition)
运算放大器参数的基本仿真方法示例(2nd edition)

运算放大器参数的基本仿真方法示例(2nd edition)

刘泰源,LTC1733 GROUP

ROOM 237,SOC DESIGN CENTRE

目的:仿真一个两级的运放,熟悉模拟电路仿真软件的使用。

采用软件:workview ,hspice 2005.03

工艺库的说明:采用韩国MagnaChip 0.5umCMOS工艺库

对所采用电路描述:首先在workview中生成一个两级的运算放大器,并导出网表,第一级是差分的输入放大器,其作用是放大差模信号,抑制共模信号,第二级是一个共源放大器,提供更大的增益。在第一级里,m1、m2为差动输入管,m5提供由基准电压产生的偏置电流,m3、m4两管是一对电流镜,保证m3,m4两管为两个输入端提供相等的电流。第二级m8是负载管,m7是倒相器的输入管。

主要仿真的运算放大器特性:

增益,增益带宽,建立时间,摆率,ICMR,CMRR,PSRR,输出摆幅,失调电压 运放电路结构图:

图1运放电路

静态工作点的调节在整个模拟电路的设计中是非常重要的,因为不同功能的模块对器件的工作状态有不同的要求,在电路设计初期确定下的管子的工作状态就在这个阶段与以实现。实现的语句在hspice里面是.op语句。这个语句会在仿真生成的.lis文件里面形成一个关于管子工作状态的理解,查找.lis文件中的region关键字,就能找到各个管子工作点的列表。

静态工作点的调节:

采用的方法,先设计第一级的的工作点,再设计第二级的工作点。

第一级工作点设计要求五个管子都工作在饱和区,并且保证电路的对称,在vcc,in1,in2和bias上要加上适当的偏置电压。我设定的bias为 1.5v,in1=in2=2.5v,这个时候要注意调节各管子的宽长比使管子达到饱和,如果m3,m4是线形区,则应该调节减小m3,m4的宽长比,同时通过增加m5的宽长比增大偏置电流,如果m5处于线形区,则应该采取与上面所说的相反的方法,如果输入管处于线形区,要考虑输入的偏置电压是否合适,同时折中上面的调节方法。

在调整第一级进入管子都饱和后,加上第二级一起调整,目的是使两级的管子都进入饱和区,这里遇到的一个问题,就是第二级的两个管子很难同时到达饱和区,发现问题在于m3,m4管的vds太小,使第二级的m7管只能在线形区,减小m3,m4的宽长比和调节m5的偏置电流后,可以使两管都饱和。

在整个过程中,都需要保持偏置管和电流镜对管的对称性。

NOTE:(上述调节过程仅是一个参考,实际电路中BIAS电流不可能这么精确,所以,在实际情况中,调试电路的中的偏置电压更多的由实际偏置电路提供。) 1.开环增益:

1)输入差模信号,调节使各晶体管的工作点都处在饱和区,在输入端in1加入交流信号,in2加上偏置信号。

2)输入激励:

vcc vcc 0 5

vbias bias 0 1.2

vin1 in1 0 2.5

vin2 in2 0 2.5 ac 1

.ac dec 10 1 1200meg

图2:开环增益的输入激励

3)仿真结果:

图3:开环增益图

2.频率响应和相位裕度:

1)频率响应和相位裕度反映了运放正常工作的范围和工作的稳定性,相位裕度至少大于45度。可以看见通过增加弥勒电容和弥勒电阻的频率补偿回路,电路的相位裕度达到了要求。

2)输入激励:

vcc vcc 0 5

vbias bias 0 1.2

vin1 in1 0 2.5

vin2 in2 0 2.5 ac 1

.ac dec 10 1 1200meg

图4:频率响应仿真激励

3)仿真结果:

在增加补偿回路前,在增益低至0前,相位已经超过-180度,工作不稳定。

图5:补偿前的频率响应

加入补偿后,相位裕度已经超过60度,运放可以稳定工作。

图6:补偿后的频率响应图

3.输入失调电压

1)由于运放的电路不对称和工艺制造的误差造成的输出电压为0时,输入in1,in2有一个小的失调电压。而对于单端输出运放来说,根据GRAY对单端输出的运放输入失调电压的界定:当vout=vcc/2时,两个输入输出端的电压的差值。本仿真就是采用GRAY的界定。

2)仿真方法:使负端接直流偏置,正端在偏置电压附近做直流扫描,在-40度到120度的范围内,取vout=vcc/2 的点,得到不同温度下的失调电压。仿真失调电压不一定要仿真随温度的变化,也可以仿真随电源电压的变化,也可以单取一点,而不做曲线。另外一种可选的方法就是把电路连接成单位增益形式,然后再从正端做稍描,看vout输出曲线和输入之间平行段的垂直电压差值。这个方法不甚严密,但是也可以仿真出和上面一种方法相近似的结果。

vcc vcc 0 5

vbias bias 0 1.5

.temp xp

vin1 in1 0 2.5

vin2 in2 0

.DC VIN2 2.3V 2.7V 0.1m sweep xp -40 125 1

.MEAS DC Y1 WHEN V(OUT2)=par('V(Vcc)/2')

.MEAS DC VOS param='Y1-V(IN1)'

.end

图7 offset 仿真激励

3)结果分析

图8 失调电压

由于在偏置管是直接加的一个直流偏置,而在实际的工作中,偏置电压是由基准模块提供的,此电压会随着温度和vcc的变化而变化,所以在实际的工作中失调电压会比这次的值更大一些。

NOTE:实际的失调电压是没有办法从仿真中获得的,上面仿真出来的大多是系统失调电压,这个数值一般从uV级到mV级之间,现在在工程上有一种模拟仿真系统失调电压的方法,就是把运放的输入对管分别向相反方向改变最小线宽长度,比如说有一运放,其输入对管为M1,M2, W/L=10/5 M=5 ,那么在仿真

的时候可以做可以的拉偏处理,使(W/L)M1= 9.5/5 M=5 ,(W/L)M2=10.5/5 M=5 ,再反向拉偏,就可以得到两组模拟实际情况的失调电压值。注意,这里只是模拟,不是实际的失调电压。

4.共模输入电压范围和共模输出电压范围

1)共模输入范围是指运放正常工作时输入电压的范围,如果过高会造成连接vcc的m3,m4进入线形区,同理,如果输入电压过低,会造成连接gnd的m5进入线形区。输出范围是指在输入的激励下,输出电压可以达到的摆幅。2)激励:仿真是通过对运放进行单位增益连接实现,共模输入正常工作范围内,输入和输出电压基本相等,并且电流镜的偏置电流在共模输入范围内应该保持一个大致恒定的值。

图9 共模输入输出仿真激励图

vcc vcc 0 5

vbias bias 0 1.2

vin2 in2 0 2.5

.dc vin2 -2 5 0.1

.print v(*) i(*)

3)仿真结果:

从图中可以看出,闭环条件下,满足上述条件的共模输入和输出电压范围在1.6v到4.4v之间。

图10 共模输入输出电压范围

5.共模增益

1)共模信号的放大系数,因为运放需要抑制共模信号,所以此增益越小越好。 2)激励:

把in1和in2连接到一起,加上交流信号。

vcc vcc 0 5

vbias bias 0 1.2

vin2 in2 0 2.5 ac 1

.ac dec 10 1 200meg

.print ac vdb(*)

.print v(*) i(*)

图11 共模输入增益的激励

4)仿真结果:

图12:共模增益

4)共模增益的抑制和改进

如上图所示,共模增益在低频的时候接近10分贝,这样电路抑制共模信号的能力是比较差的,所以要通过增加输入管的宽长比的方法,这样会使对共模信号的抑制能力增强。

图12:改进后的共模增益图

6.共模抑制比

1)反映对输入噪声的抑制能力,是差模的增益除共模增益的值,此值越大越好。

2)激励:

vcc vcc 0 5

vbias bias 0 1.5

vin1 in1 out2 0 ac 1

vin2 in2 0 2.5 ac 1

.ac dec 10 1 200meg

.print ac vdb(*)

图13,共模抑制比激励图

4)仿真结果和分析改进

图14,共模抑制比

最初仿真出来的共模抑制比比较小,这里做了两个改进,一,如上面说的,调节了输入管减小了共模的增益,第二,根据共模抑制比的计算公式分析,要加大抑制比,还需要增加m3,m4的等效电阻和减小m5的等效电阻值,这个需要调

节第一级的各管的宽长比实现,并且在调节过程中,要注意保证各管的静态工作点仍然在饱和区。

7.电源抑制比

1)反映电路对电源噪声的抑制能力,对vcc和gnd分别有psrr+和psrr-。 2)仿真激励

vcc vcc 0 5 ac 1

vbias bias 0 1.5

vin2 in2 0 2.5

.ac dec 10 1 1200meg

.print ac vdb(*)

图15:Psrr=+仿真激励图

3)仿真结果

图16:Psrr+仿真

可见电路对电源抑制达到了90分贝。

8.摆率和建立时间

1)摆率反映的是大信号的参数,是反映输出电压变换的速率的限制。建立时间:是运放受到小信号激励时达到输出的稳定值所需要的时间。在仿真时,需要在输出节点接入实际的负载电容Cload,这个电容需要利用仿真的LIS文件out节点的实际电容来估算。

2)仿真激励:

vcc vcc 0 5

vbias bias 0 1.5

vplus in2 0 pwl 1n 0 10n 0 11n 2 500n 2 501n 0

.tran 2n 700n

.print v(*) i(*)

图17 摆率和建立时间仿真激励 3)仿真结果和讨论

图18 SLEW RATE AND SETUP TIME

建立时间为70ns,摆率为2.4e7v/s。

9环路增益

1)这是反映电路的反馈性能的参数,当环路增益较大时,电路进入深度负反馈。2)仿真激励:如图所示,out2的直流分量通过反馈回路的电阻送回运放的负输入端。而测试的交流信号通过r3加入到反馈回路,最后观察out2点的电压增益。

vcc vcc 0 5

vbias bias 0 1.5

vin2 in2 0 2.5

vin2 in2 0 2.5

vin a 0 3 ac -1

.ac dec 10 1 1200meg

.print ac vdb(*)

.print v(*) i(*)

图19仿真激励图

3)仿真结果;

图20 环路增益仿真结果

环路增益大于90分贝,可以判断电路可以进入深度负反馈。

仿真中还有一个重要的问题就是工艺角仿真问题,这个将在第三版中叙述。

基于Spectre运算放大器的设计

《集成电路CAD》课程设计报告 课题:基于Spectre运算放大器的设计 一:课程设计目标及任务 利用Cadence软件设计使用差分放大器,设计其原理图,并画出其版图,模拟器各项性能指标,修改宽长比,使其最优化。 二:运算放大器概况 运算放大器(operational amplifier),简称运放(OPA),如图1.1所示: 图1.1运放示意图 运算放大器最早被设计出来的目的是将电压类比成数字,用来进行加、减、乘、除的运算,同时也成为实现模拟计算机的基本建构方块。然而,理想运算放大器的在电路系统设计上的用途却远远超过加减乘除的计算。今日的运算放大器,无论是使用晶体管或真空管、分立式元件或集成电路元件,运算放大器的效能都已经接近理想运算放大器的要求。早期的运算放大器是使用真空管设计的,现在多半是集成电路式的元件。但是如果系统对于放大器的需求超出集成电路放大器的需求时,常常会利用分立式元件来实现这些特殊规格的运算放大器。 三:原理图的绘制及仿真

3.1原理图的绘制 首先在Cadence电路编辑器界面绘制原理图如下: 图3.1电路原理图 原理图中MOS管的参数如下表: Instance name Model W/m L/m Multiplier Library Cell name View name M1 nmosl 800n 500n 1 Gpdk180 nmos symbol M2 nmosl 800n 500n 1 Gpdk180 nmos symbol M3 pmosl 1.1u 550n 1 Gpdk180 pmos symbol M4 pmosl 1.1u 550n 1 Gpdk180 pmos symbol M5 nmosl 800n 500n 1 Gpdk180 nmos symbol

双极性运算放大器参数的测试

实验35双极性运算放大器参数的测试运算放大器(简称运放)是一种直接耦合的高效增益放大器,在外接不同反馈网络后,可具有不同的运算功能。运算放大器除了可对输入信号进行加、减、乘、除、微分、积分等数学运算外,还在自动控制,测量技术、仪器仪表等各个领域得到广泛的应用。 为了更好的使用运算放大器,必须对它的各种参数有一个较为全面地了解。运算放大器结构十分复杂,参数很多,测试方法各异。 本实验的目的是熟悉运算放大器主要参数的测试原理,掌握这些参数的测试方法。 一、实验原理 运算放大器的符号如图,它有两个输入端,一个是反相输入端用“—”表示,另一个位同相输入端,用“+”表示。可以单端输入,也可以双端输入。若把输入信号接在“—”输入端,而“+”端接地,或通过电阻接地,则输出信号与输入信号反相,反之则同相。若两个输入端同时输入信号电压为V_和V+时,其差动输入信号为V ID=V_—V+。开环输出电压Vo=Avo V ID,Avo 为开环电压放大倍数。 运算放大器在实际使用中,为了改善电路的性能,在输入端和输出端之间总是接有不同的反馈网络。通常是接在输出端和反相输入端之间。 1.开环电压增益 开环电压增益是指放大器在无反馈时的差模电压增益,其值为输出电压变化量⊿Vo和输入电压变化量⊿V I之比

Avo = ⊿Vo/⊿V I () 由于Avo 很大,输入信号V I 很小,加之输入电压与输出电压之间有相位差,从而引入了较大的测试误差,实际测试中难以实现。测试开环电压增益时,都采用交流开环,直流闭环的方法。测试原理如图所示。 图 运算放大器符号 直流通过R F 实现全反馈,放大器的直流增益很小,故输入直流电平十分稳定,不需进行零点调节。取C F 足够大,以满足R F >>1/ΩC F ,使放大器的反相端交流接地,以保证交流开环的目的。这样只要测得交流信号和电压V S 和V O 和,就能得到 206 Avo = Vo/V I = Vo/[R1/(R+R2) Vs]=(R1+R2)/R1?(Vo/V S ) 在讯号频率固定的条件下,增加输入信号电压幅度,使输出端获得最大无失真的波形。保持输入电压不变,增加输入电压频率,当输出电压的幅值降低到低频率值的倍,此时频率为开环带宽。 2.输入偏置电流I IB 当运算放大器的输出电压为零(或规定值)是流入两个输入端偏置电流的平均值,为输入偏置电流I IB 。设两偏置电流为I IB1和I IB2,则

场效应管放大器实验报告

实验六场效应管放大器 一、实验目的 1、了解结型场效应管的性能和特点 2、进一步熟悉放大器动态参数的测试方法 二、实验仪器 1、双踪示波器 2、万用表 3、信号发生器 三、实验原理 实验电路如下图所示:

图6-1 场效应管是一种电压控制型器件。按结构可分为结型和绝缘栅型两种类型。由于场效应管栅源之间处于绝缘或反向偏置,所以输入电阻很高(一般可达上百兆欧)又由于场效应管是一种多数载流子控制器件,因此热稳定性好,抗辐射能力强,噪声系数小。加之制造工艺较简单,便于大规模集成,因此得到越来越广泛的应用。 1、结型场效应管的特性和参数 场效应管的特性主要有输出特性和转移特性。图6-2所示为N 沟道结 图6-2 3DJ6F 的输出特性和转移特性曲线 型场效应管3DJ6F 的输出特性和转移特性曲线。 其直流参数主要有饱和漏极电流I DSS ,夹断电压U P 等;交流参数主要有低频跨导 常数U △U △I g DS GS D m == 表6-1列出了3DJ6F 的典型参数值及测试条件。

表6-1 2、场效应管放大器性能分析 图6-1为结型场效应管组成的共源级放大电路。其静态工作点 2 P GS DSS D )U U (1I I - = 中频电压放大倍数 A V =-g m R L '=-g m R D // R L 输入电阻 R i =R G +R g1 // R g2 输出电阻 R O ≈R D 式中跨导g m 可由特性曲线用作图法求得,或用公式 )U U (1U 2I g P GS P DSS m -- = 计算。但要注意,计算时U GS 要用静态工作点处之数值。 3、输入电阻的测量方法 场效应管放大器的静态工作点、电压放大倍数和输出电阻的测量方法,与实验二中晶体管放大器的测量方法相同。其输入电阻的测量, S D DD g2 g1g1 S G GS R I U R R R U U U -+= -=

运算放大器的电路仿真设计

运算放大器的电路仿真设计 一、电路课程设计目的 错误!深入理解运算放大器电路模型,了解典型运算放大器的功能,并仿真实现它的功能; 错误!掌握理想运算放大器的特点及分析方法(主要运用节点电压法分析); ○3熟悉掌握Multisim软件。 二、实验原理说明 (1)运算放大器是一种体积很小的集成电路元件,它包括输入端和输出端。它的类型包括:反向比例放大器、加法器、积分器、微分器、电 压跟随器、电源变换器等. (2) (3)理想运放的特点:根据理想运放的特点,可以得到两条原则: (a)“虚断”:由于理想运放,故输入端口的电流约为零,可近似视为断路,称为“虚断”。 (b)“虚短”:由于理想运放A,,即两输入端间电压约为零,可近似视为短路,称为“虚短”. 已知下图,求输出电压。

理论分析: 由题意可得:(列节点方程) 011(1)822A U U +-= 0111 ()0422 B U U +-= A B U U = 解得: 三、 电路设计内容与步骤 如上图所示设计仿真电路. 仿真电路图:

V18mV R11Ω R22Ω R32Ω R44Ω U2 DC 10MOhm 0.016 V + - U3 OPAMP_3T_VIRTUAL U1 DC 10MOhm 0.011 V + - 根据电压表的读数,, 与理论结果相同. 但在试验中,要注意把电压调成毫伏级别,否则结果误差会很大, 致结果没有任何意义。如图所示,电压单位为伏时的仿真结 果:V18 V R11Ω R22Ω R32Ω R44Ω U2 DC 10MOhm 6.458 V + - U3 OPAMP_3T_VIRTUAL U1 DC 10MOhm 4.305 V + - ,与理论结果相差甚远。 四、 实验注意事项 1)注意仿真中的运算放大器一般是上正下负,而我们常见的运放是上负下正,在仿真过程中要注意。

实验5 集成运算放大器参数测试

实验五 集成运算放大器参数测试 一、实验目的: 1.通过对集成运算放大器741参数的测试,了解集成运算放大器组件主要参数的定义和表示方法。 2.掌握运算放大器主要参数的测试方法。 二、实验原理: 集成运算放大器是一种使用广泛的线性集成电路器件,和其它电子器件一样,其特性是通过性能参数来表示的。集成电路生产厂家为描述其生产的集成电路器件的特性,通过大量的测试,为各种型号的集成电路制定了性能指标。运算放大器的性能参数可以使用专用的测试仪器进行测试(“运算放大器性能参数测试仪”),也可以根据参数的定义,采用一些简易的方法进行测试。本次实验是学习使用常规仪表,对运算放大器的一些重要参数进行简易测试的方法。 实验中采用的集成运算放大器型号为741,其引脚排列如图5.1所示。它是一种八脚双列直插式器件,其引脚定义如下: ①、⑤调零端; 图 5.1 741引脚 ②反相输入端; ③同相输入端; ④电源负极; ⑥输出端; ⑦电源正极; ⑧空脚。 以下为主要参数的测试方法: 1.输入失调电压: 理想运算放大器,当输入信号为零时其输出也为零。但在真实的集

成电路器件中,由于输入级的差动放大电路总会存在一些不对称的现象(由晶体管组成的差动输入级,不对称的主要原因是两个差放管的U BE 不相等),使得输入为零时,输出不为零。这种输入为零而输出不为零的现象称为“失调”。为讨论方便,人们将由于器件内部的不对称所造成的失调现象,看成是由于外部存在一个误差电压而造成,这个外部的误差电压叫做“输入失调电压”,记作U IO或V OS。 输入失调电压在数值上等于输入为零时的输出电压除以运算放大器的开环电压放大倍数: 式中:U IO — 输入失调电压 U OO — 输入为零时的输出电压值 A od — 运算放大器的开环电压放大倍数 本次实验采用的失调电压测试电路如图5.2所示。闭合开关K1及K2, 使电阻R B短接,测量此时的输出电压U O1即为输出失调电压,则输入失调电压 图5.2 U IO,I IO测试电路 实际测出的U O1可能为正,也可能为负,高质量的运算放大器U IO一般在1mV以下。 测试中应注意: ①要求电阻R1和R2,R3和R F的阻值精确配对。 2.输入失调电流I IO 当输入信号为的零时,运放两个输入端的输入偏置电流之差称为输入失调电流,记为I IO(有的资料中使用符号I OS)。 式中:I B1,I B2分别是运算放大器两个输入端的输入偏置电流。 输入失调电流的大小反映了运放内部差动输入级的两个晶体管的失配度,由于I B1,I B2本身的数值已很小(μA或nA级),因此它们的差值通常不是直接测量的,测试电路如图5.2所示,测试分两步进行:1)闭合开关K1及K2,将两个R B短路。在低输入电阻下,测出输出

运放参数解释

运放带宽相关知识! 一、单位增益带宽GB 单位增益带宽定义为:运放的闭环增益为1倍条件下,将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端,从运放的输出端测得闭环电压增益下降3db(或是相当于运放输入信号的0.707)所对应的信号频率。单位增益带宽是一个很重要的指标,对于正弦小信号放大时,单位增益带宽等于输入信号频率与该频率下的最大增益的乘积,换句话说,就是当知道要处理的信号频率和信号需要的增益后,可以计算出单位增益带宽,用以选择合适的运放。这用于小信号处理中运放选型。 二、运放的带宽是表示运放能够处理交流信号的能力(转) 对于小信号,一般用单位增益带宽表示。单位增益带宽,也叫做增益/带宽积能够大致表示运放的处理信号频率的能力。例如某个运放的增益带宽=1MHz,若实际闭环增益=100,则理论处理小信号的最大频率=1MHz/100=10KHz。 对于大信号的带宽,既功率带宽,需要根据转换速度来计算。 对于直流信号,一般不需要考虑带宽问题,主要考虑精度问题和干扰问题。 1、运放的带宽简单来说就是用来衡量一个放大器能处理的信号的频率范围,带宽越高,能处理的信号频率越高,高频特性就越好,否则信号就容易失真,不过这是针对小信号来说的,在大信号时一般用压摆率(或者叫转换速率)来衡量。 2、比如说一个放大器的放大倍数为n倍,但并不是说对所有输入信号的放大能力都是n倍,当信号频率增大时,放大能力就会下降,当输出信号下降到原来输出的0.707倍时,也就是根号2分之一,或者叫减小了3dB,这时候信号的频率就叫做运放的带宽。 3、当输出信号幅度很小在0.1Vp-p以下时,主要考虑增益带宽积的影响。 就是Gain Bandwidth=放大倍数*信号频率。 当输出信号幅度很大时,主要考虑转换速率Sr的影响,单位是V/uS。 在这种情况下要算功率带宽,FPBW=Sr/2πVp-p。 也就是在设计电路时要同时满足增益带宽和功率带宽。 运放关于带宽和增益的主要指标以及定义 开环带宽:开环带宽定义为,将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端,从运放的输出端测得开环电压增益从运放的直流增益下降3db(或是相当于运放的直流增益的0.707)所对应的信号频率。这用于很小信号处理。 单位增益带宽GB:单位增益带宽定义为,运放的闭环增益为1倍条件下,将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端,从运放的输出端测得闭环电压增益下降3db(或是相当于运放输入信号的0.707)所对应的信号频率。单位增益带宽

二级运算放大电路版图设计

1前言1 2二级运算放大器电路 1 2.1电路结构 1 2.2设计指标 2 3 Cadence仿真软件 3 3.1 schematic原理图绘制 3 3.2 生成测试电路 3 3.3 电路的仿真与分析 4 3.1.1直流仿真 4 3.1.2交流仿真 4 3.4 版图绘制 5 3.4.1差分对版图设计 6 3.4.2电流源版图设计 7 3.4.3负载MOS管版图设计 7 3.5 DRC & LVS版图验证 8 3.5.1 DRC验证 8 3.5.2 LVS验证 8 4结论 9 5参考文献 9

本文利用cadence软件简述了二级运算放大器的电路仿真和版图设计。以传统的二级运算放大器为例,在ADE电路仿真中实现0.16umCMOS工艺,输入直流电源为5v,直流电流源范围27~50uA,根据电路知识,设置各个MOS管合适的宽长比,调节弥勒电容的大小,进入stectre仿真使运放增益达到40db,截止带宽达到80MHz和相位裕度至少为60。。版图设计要求DRC验证0错误,LVS验证使电路图与提取的版图相匹配,观看输出报告,要求验证比对结果一一对应。 关键词:cadence仿真,设计指标,版图验证。 Abstract In this paper, the circuit simulation and layout design of two stage operational amplifier are briefly described by using cadence software. In the traditional two stage operational amplifier as an example, the realization of 0.16umCMOS technology in ADE circuit simulation, the input DC power supply 5V DC current source 27~50uA, according to the circuit knowledge, set up each MOS tube suitable ratio of width and length, the size of the capacitor into the regulation of Maitreya, the simulation of stectre amplifier gain reaches 40dB, the cut-off bandwidth reaches 80MHz and the phase margin of at least 60.. The layout design requires DRC to verify 0 errors, and LVS validation makes the circuit map matching the extracted layout, viewing the output report, and requiring verification to verify the comparison results one by one. Key words: cadence simulation, design index, layout verification.

实验5-集成运算放大器参数测试

实验5-集成运算放大器参数测试

实验五集成运算放大器参数测试 一、实验目的: 1.通过对集成运算放大器741参数的测试,了解集成运算放大器组件主要参数的定义和表示方法。 2.掌握运算放大器主要参数的测试方法。 二、实验原理: 集成运算放大器是一种使用广泛的线性集成电路器件,和其它电子器件一样,其特性是通过性能参数来表示的。集成电路生产厂家为描述其生产的集成电路器件的特性,通过大量的测试,为各种型号的集成电路制定了性能指标。运算放大器的性能参数可以使用专用的测试仪器进行测试(“运算放大器性能参数测试仪”),也可以根据参数的定义,采用一些简易的方法进行测试。本次实验是学习使用常规仪 36

37 表,对运算放大器的一些重要参数进行简易测试的方法。 实验中采用的集成运算放大器型号为741,其引脚排列如图5.1所示。它是一种八脚双列直插式器件,其引脚定义如下: ①、⑤ 调零端; ② 反相输入端; ③ 同相输入端; ④ 电源负极; ⑥ 输出端; ⑦ 电源正极; ⑧ 空脚。 以下为主要参数的测试方法: 1.输入失调电压: 理想运算放大器,当输入信号为零时其输出 图 5.1 -V +V Uo 123 4 5 678UA741(顶视) . .

38 也为零。但在真实的集成电路器件中,由于输入级的差动放大电路总会存在一些不对称的现象(由晶体管组成的差动输入级,不对称的主要原因是两个差放管的U BE 不相等),使得输入为零时,输出不为零。这种输入为零而输出不为零的现象称为“失调”。为讨论方便,人们将由于器件内部的不对称所造成的失调现象,看成是由于外部存在一个误差电压而造成,这个外部的误差电压叫做“输入失调电压”,记作U IO 或V OS 。 输入失调电压在数值上等于输入为零时的输出电压除以运算放大器的开环电压放大倍数: od OO IO A U U 式中:U IO — 输入失调电压 U OO — 输入为零时的输出电压值 A od — 运算放大器的开环电压放大倍数

运算放大器地全参数选择

运算放大器的参数指标 1.开环电压增益Avd 开环电压增益(差模增益)为运算放大器处于开环状态下,对小于200Hz的交流输入信号的放大倍数,即输出电压与输入差模电压之比。它一般为104~106,因此它在电路分析时可以认为无穷大。 2.闭环增益A F 闭环增益是运算放大器闭环应用时的电压放大倍数,其大小与放大电路的形式有关,与放大器本身的参数几乎无关,只取决于输入电组和反馈电阻值的大小。 反相比例放大器,其增益为 A F=- RI RF 3.共模增益Avc和共模抑制比 当两个输入端同时加上频率小于200Hz的电压信号Vic时,在理想情况下,其输出电压应为零。但由于实际上内部电路失配而输出电压不为零。此时输出电压和输入电压之比成为共模增益Avc。 共模抑制比Kcmr= Avc Avd 共模增益 运算放大器的差模增益, 通常以对数关系表示:Kcmr=20log Avc Avd 共模增益 运算放大器的差模增益 共模抑制比一般在80~120Db范围内,它是衡量放大器对共模信号抑制能力高低的重要指标。这不仅是因为许多应用电路中要求抑制输入信号中夹带的共模干扰,而且因为信号从同相端输入时,其两个输入端将出现较大的共模信号而产生较大的运算误差。

在常温(25℃)下当输入电压为零时,其输出电压不为零。此时将其折算到输入端的电压称为输入失调电压。它一般为±(0.2~15)mV 。这就是说,要使放大器输出电压为零,就必须在输入端加上能抵消Vio 的差值输入电压。 5. 输入偏置电流 在常温(25℃)下输入信号为零(两个输入端均接地)时,两个输入端的基极偏置电流的平均值称为输入偏置电流,即 I IB =2 1( I IB -+ I IB+) 它一般在10nA~1uA 的范围内,随温度的升高而下降,是反映放大器动态输入电阻大小的重要参数。 6. 输入失调电流I IO 输入失调电流可表示为 I IO =︱I IB -- I IB+∣ 在双极晶体管输入级运算放大器中,I IO 约为(0.2~0.1)I IB -或(0.2~0.1)I IB+。当I IO 流过信号源内阻时,产生输入失调电压。而且它也是温度的函数。 7. 差模输入电阻R ID 在一般应用电路中,输入阻抗是指差模输入电阻R ID 。它一般为100K Ω~1M Ω,高输入阻抗运算放大器的差模输入电阻可达1013Ω。 8. 温度漂移 输入失调电压、输入失调电流和输入偏置电流等参数均随温度、时间和电源等外界条件的变化而变化。其中输入偏置电流的变化是造成放大器温度漂移的主要原因。对于双极晶体管输入级运算放大器,输入偏置电流随温度上升而变小,数量级为nA 级。

运算放大电路实验报告

实验报告 课程名称:电子电路设计与仿真 实验名称:集成运算放大器的运用 班级:计算机18-4班 姓名:祁金文 学号:5011214406 实验目的 1.通过实验,进一步理解集成运算放大器线性应用电路的特点。 2.掌握集成运算放大器基本线性应用电路的设计方法。 3.了解限幅放大器的转移特性以及转移特性曲线的绘制方法。 集成运算放大器放大电路概述 集成电路是一种将“管”和“路”紧密结合的器件,它以半导体单晶硅为芯片,采用专门的制造工艺,把晶体管、场效应管、二极管、电阻和电容等元件及它们之间的连线所组成的完整电路制作在一起,使之具有特定的功能。集成放大电路最初多用于各种模拟信号的运算(如比例、求和、求差、积分、微分……)上,故被称为运算放大电路,简称集成运放。集成运放广泛用于模拟信号的处理和产生电路之中,因其高性价能地价位,在大多数情况下,已经取代了分立元件放大电路。 反相比例放大电路

输入输出关系: 输入电阻: Ri=R1 反相比例运算电路 反相加法运算电路 反相比例放大电路仿真电路图 i o V R R V 12-=i R o V R R V R R V 1 212)1(-+=

压输入输出波形图 同相比例放大电路 输入输出关系: 输入电阻: Ri=∞ 输出电阻: Ro=0 同相比例放大电路仿真电路图 i o V R R V )1(12+=R o V R R V R R V 1 2i 12)1(-+ =

电压输入输出波形图 差动放大电路电路图

差动放大电路仿真电路图 五:实验步骤: 1.反相比例运算电路 (1)设计一个反相放大器,Au=-5V,Rf=10KΩ,供电电压为±12V。 (2)输入f=1kHz、ui=100mV的正弦交流信号,测量相应的uo,

集成运放的主要参数以及测试方法

集成运放的性能主要参数及国标测试方法 集成运放的性能可用一些参数来表示。 集成运放的主要参数: 1.开环特性参数 (1)开环电压放大倍数Ao。在没有外接反馈电路、输出端开路、在输入端加一个低频小信号电压时,所测出输出电压复振幅与差动输入电压复振幅之比值,称为开环电压 放大倍数。Ao越高越稳定,所构成运算放大电路的运算精度也越高。 (2)差分输入电阻Ri。差分输入电阻Ri是运算放大器的主要技术指标之一。它是指:开环运算放大器在室温下,加在它两个输入端之间的差模输入电压变化量△V i与由它所引起的差模输入电流变化量△I i之比。一般为10k~3M,高的可达1000M以上。 在大多数情况下,总希望集成运放的开环输入电阻大一些好。 (3)输出电阻Ro。在没有外加反馈的情况下,集成运放在室温下其输出电压变化与输出电流变化之比。它实际上就是开环状态下集成运放输出级的输出电阻,其大小反映 了放大器带负载的能力,Ro通常越小越好,典型值一般在几十到几百欧。 (4)共模输入电阻Ric。开环状态下,两差分输入端分别对地端呈现的等效电阻,称为共模输入电阻。 (5)开环频率特性。开环频率特性是指:在开环状态下,输出电压下降3dB所对应的通频带宽,也称为开环-3dB带宽。 2.输入失调特性 由于运算放大器输入回路的不对称性,将产生一定的输入误差信号,从而限制里运算放大器的信号灵敏度。通常用以下参数表示。 (1)输入失调电压Vos。在室温及标称电源电压下,当输入电压为零时,集成运放的输出电位Vo0折合到输入端的数值,即: Vos=Vo0/Ao 失调电压的大小反映了差动输入级元件的失配程度。当集成运放的输入端外接电阻比较小时。失调电压及其漂移是引起运算误差的主要原因之一。Vos一般在mV级,显然它越小越好。 (2)输入失调电流Ios。在常温下,当输入信号为零时,放大器两个输入端的基极偏置电流之差称为输入失调电流。即: Ios=Ib- — Ib+ 式中Ib-、Ib+为放大器内两个输入端晶体管的基极电流。Ios一般在零点几微安到零点零几微安数量级,其值越小越好。失调电流的大小反映了差动输入级两个晶体管B值的失配程度,当集成运放的输入端外接电阻比较大时,失调电流及其漂移将是运算误差的主要原因。(3)输入失调电流温漂dIos。温度波动对运算放大器的参数是有影响的。如温度变化时,不仅能使集成运放两输入晶体管的基极偏置电流Ib-、Ib+发生变化,而且两者的变化率也不相同。也就是输入失调电流Ios将随温度而变化,不能保持为常数。一般 常用的集成运放的dIos指标如下: ●通用I型低增益运放。在+25℃~+85℃范围约为5~20nA/℃,-40℃~+25℃范围约为 20~50nA/℃。 ●通用Ⅱ型中增益运放。dIos约为5~20nA/℃。 ●低漂移运放。dIos约为100PA/℃ (4)输入失调电压温漂dVos。在规定的工作温度范围内,Vos随温度的平均变化率,即:dVos=△Vos/△T一般为1~50uV/℃,高质量的低于0.5uV。由于该指标不像Vos可

几种常用集成运算放大器的性能参数解读

几种常用集成运算放大器的性能参数 1.通用型运算放大器 A741(单运放)、LM358(双运放)、LM324(四运放)及以场效应管为输入级的LF356都属于此种。它们是目前应用最为广泛的集成运算放大器。μ通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广,其性能指标能适合于一般性使用。例 2.高阻型运算放大器 ,IIB为几皮安到几十皮安。实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点,用场效应管组成运算放大器的差分输入级。用FET作输入级,不仅输入阻抗高,输入偏置电流低,而且具有高速、宽带和低噪声等优点,但输入失调电压较大。常见的集成器件有LF356、LF355、LF347(四运放)及更高输入阻抗的CA3130、CA3140等。Ω这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高,输入偏置电流非常小,一般rid>(109~1012) 3.低温漂型运算放大器 在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中,总是希望运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变化。低温漂型运算放大器就是为此而设计的。目前常用的高精度、低温漂运算放大器有OP-07、OP-27、AD508及由MOSFET组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650等。4.高速型运算放大器 s,BWG>20MHz。μA715等,其SR=50~70V/μ在快速A/D和D/A转换器、视频放大器中,要求集成运算放大器的转换速率SR一定要高,单位增益带宽BWG一定要足够大,像通用型集成运放是不能适合于高速应用的场合的。高速型运算放大器主要特点是具有高的转换速率和宽的频率响应。常见的运放有LM318、 5.低功耗型运算放大器 W,可采用单节电池供电。μA。目前有的产品功耗已达微瓦级,例如ICL7600的供电电源为1.5V,功耗为10μ由于电子电路集成化的最大优点是能使复杂电路小型轻便,所以随着便携式仪器应用范围的扩大,必须使用低电源电压供电、低功率消耗的运算放大器相适用。常用的运算放大器有TL-022C、TL-060C等,其工作电压为±2V~±18V,消耗电流为50~250 6.高压大功率型运算放大器 A791集成运放的输出电流可达1A。μ运算放大器的输出电压主要受供电电源的限制。在普通的运算放大器中,输出电压的最大值一般仅几十伏,输出电流仅几十毫安。若要提高输出电压或增大输出电流,集成运放外部必须要加辅助电路。高压大电流集成运算放大器外部不需附加任何电路,即可输出高电压和大电流。例如D41集成运放的电源电压可达±150V, 集成运放的分类 1. 通用型 这类集成运放具有价格低和应用范围广泛等特点。从客观上判断通用型集成运放,目前还没有明确的统一标准,习惯上认为,在不要求具有特殊的特性参数的情况下所采用的集成运放为通用型。由于集成运放特性参数的指标在不断提高,现在的和过去的通用型集成运放的特性参数的标准并不相同。相对而言,在特性

运算放大器的仿真实验

实 验 报 告 册 指导教师邱刚 课程名称模拟电子技术基础 实验名称集成运算放大器的设计 实验类型设计 学院名称电子与信息工程专业电子与信息工程 年级班级 2011级电信3班学生姓名赵明贵 学号 201107014314 成绩 2012年11月29日

实验四集成运算放大器的设计 运算放大器应用电路的设计与制作 一.实验目的 1.掌握运算放大器和滤波电路的基本工作原理; 2.掌握运用运算放大器实现滤波电路的原理方法; 3.会用Multisim10对电路进行仿真分析; 二.实验内容 1.讲解运算放大器和滤波电路的基本工作原理; 2.讲解用运算放大器实现滤波电路的原理方法; 3.用Multisim10对二阶有源低通滤波电路进行仿真分析; 三.实验仪器 Multisim10软件;电阻若干,导线若干,线路板一块,ua741运放两个,万用表,实验箱。 四.实验原理 集成运算放大器是高增益的直流放大器。在它的输入端和输出端之间加上不同的反馈网络,就可以实现各种不同的电路功能。可实现放大功能及加、减、微分、积分、对数、乘、除等模拟运算及其他非线性变换功能;将正、负两种反馈网络相结合,还可具有产生各种模拟信号的功能。 本实验着重以输入和输出之间施加线性负反馈网络后所具有的运算功能进行研究。理想运放在线性运用时具有以下重要特性: (1)理想运放的同相和反相输入端电流近似为零,即。 (2)理想运放在作线性放大时,两输入端电压近似相等,即:。 1.反相放大器 信号由反相端输入,电路如图3-1所示。在理想条件下,放大器的闭环增益。 增益要求确定之后,与的比值即确定,在选择其值时需注意:与不

测量放大电路的基本要求

一,测量放大电路的基本要求与类型: 1模拟式测量电路的基本组成 增量码数字式测量电路的基本组成: 测量电路的要求: 1. 精度高:低噪声和高抗干扰能力,低漂移,高稳定性,线性与保证度好 2. 动态性能好:响应快,动态失真小 3. 高的识别和分辨能力 4. 转换灵活:信号的处理与运算量程变化,电量参数转换,模数与数模转换 5. 有合适的输入和输出阻抗 6. 可靠性高 7. 经济性好 隔离放大电路:1.抗干扰 2防止漏电,确保安全 3保护低电压测量电路 低漂移集成运算放大电路:1.输出稳定。两个放大器轮换工作,总有一个进行放大输出。优于由通用运放组成的电路 2.共模抑制能力不强 (减小运算放大器的失调和低频干扰引起的零点漂移) 高共模抑制比放大电路:(用来抑制传感器输出共模电压(包括干扰电压)的放大电路称为高共模抑制比放大电路。 )1来自传感器的信号通常伴有较大的共模电压2采用差动输入的方法可以抑制共模信号 3一般运放的共模抑制比为80db 左右,4采用若干个运放可以构成具有更高的共模抑制比的放大电路 传感器 量程切换电 路 放大器 解调器 信号分离电路 运算电路 模数转换电路 计算机 显示执行机构 振荡器 电源 电路 传 感 器 显示执行机构 计 算 机 锁 存 器 计 数 器 变换电路 脉冲当量 放 大 器 整形电路 细分电路 辨向电路 指令传感器 电路 手动采样 锁 存 指 令

高输入阻抗电路:某些传感器的输出阻抗很高,如电容式、压电式,达到108Ω。 自举式组合高输入阻抗电路:Ri=(R 1R)/(R - R 1)(当R=R1时输入阻抗无穷大) U O = - R 2/R 1(U i ) 电桥放大电路:由传感器电桥和运算放大器组成的放大电路或由传感器和运算放大器构成的电桥都称为电桥放大电路 应用场合:应用于电参量式传感器,如电感式、电阻应变式、电容式传感器等,经常通过电桥转换电路输出电压或电流信号,并用运算放大器作进一步放大,或由传感器和运算放大器直接构成电桥放大电路,输出放大了的电压信号。 特点:1.增益与桥臂电阻无关2.增益比较稳定3,电源要浮置 4.只有当δ<<1时,uo 才与δ近似呈线形关系 线形电桥放大电路: 特点:1.输出电压uo 与δ呈线形关系 2.共模抑止能力较强 3.量程大 4.灵敏度较低 四.什么是信号调制? 调制就是用一个信号(称为调制信号)去控制另一个做为载体的信号(称为载波信号),让后者的某一特征参数按前者变化。 解调 在将测量信号调制,并将它和噪声分离,放大等处理后,还要从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号,这一过程称为解调。 调制的功用:在测控系统中,进入测控电路的除了传感器输出的测量信号外,还往往有各种噪声。而传感器的输出信号一般又很微弱,将测量信号从含有噪声的信号中分离出来是测控电路的一项重要任务。为了便于区别信号与噪声,往往给测量信号赋予一定特征,这就是调制的主要功用。 测控系统中常用的信号调制的方法:在信号调制中常以一个高频正弦信号作为载波信号。一个正弦信号有幅值、频率、相位三个参数,可以对这三个参数进行调制,分别称为调幅、调频和调相。也可以用脉冲信号作载波信号。可以对脉冲信号的不同特征参数作调制,最常用的是对脉冲的宽度进行调制,称为脉冲调宽 u R R R R u o 3 12 3 +-=

集成运算放大器IC的主要参数【经典】

集成运算放大器IC的主要参数 本节以《中国集成电路大全》集成运算放大器为主要参考资料,同时参考了其它相关资料。 集成运放的参数较多,其中主要参数分为直流指标和交流指标。 其中主要直流指标有输入失调电压、输入失调电压的温度漂移(简称输入失调电压温漂)、输入偏置电流、输入失调电流、输入偏置电流的温度漂移(简称输入失调电流温漂)、差模开环直流电压增益、共模抑制比、电源电压抑制比、输出峰-峰值电压、最大共模输入电压、最大差模输入电压。 主要交流指标有开环带宽、单位增益带宽、转换速率SR、全功率带宽、建立时间、等效输入噪声电压、差模输入阻抗、共模输入阻抗、输出阻抗。 这里重点描述——直流指标 输入失调电压VIO:输入失调电压定义为集成运放输出端电压为零时,两个输入端之间所加的补偿电压。输入失调电压实际上反映了运放内部的电路对称性,对称性越好,输入失调电压越小。输入失调电压是运放的一个十分重要的指标,特别是精密运放或是用于直流放大时。输入失调电压与制造工艺有一定关系,其中双极型工艺(即上述的标准硅工艺)的输入失调电压在±1~10mV之间;采用场效应管做输入级的,输入失调电压会更大一些。对于精密运放,输入失调电压一般在1mV以下。输入失调电压越小,直流放大时中间零点偏移越小,越容易处理。所以对于精密运放是一个极为重要的指标。 输入失调电压的温度漂移(简称输入失调电压温漂)αVIO:输入失调电压的温度漂移定义为在给定的温度范围内,输入失调电压的变化与温度变化的比值。这个参数实际是输入失调电压的补充,便于计算在给定的工作范围内,放大电路由于温度变化造成的漂移大小。一般运放的输入失调电压温漂在±10~20μV/℃之间,精密运放的输入失调电压温漂小于±1μV/℃。 输入偏置电流IIB:输入偏置电流定义为当运放的输出直流电压为零时,其两输入端的偏置电流平均值。输入偏置电流对进行高阻信号放大、积分电路等对输入阻抗有要求的地方有较大的影响。输入偏置电流与制造工艺有一定关系,其中双极型工艺(即上述的标准硅工艺)的输入偏置电流在±10nA~1μA之间;采用场效应管做输入级的,输入偏置电流一般低于1nA。 输入失调电流IIO:输入失调电流定义为当运放的输出直流电压为零时,其两输入端偏置电流的差值。输入失调电流同样反映了运放内部的电路对称性,对称性越好,输入失调电流越小。输入失调电流是运放的一个十分重要的指标,特别是精密运放或是用于直流放大时。输入失调电流大约是输入偏置电流的百分之一到十分之一。输入失调电流对于小信号精密放大或是直流放大有重要影响,特别是运放外部采用较大的电阻(例如10k?或更大时),输入失调电流对精度的影响可能超过输入失调电压对精度的影响。输入失调电流越小,直流放大时中间零点偏移越小,越容易处理。所以对于精密运放是一个极为重要的指标。 输入失调电流的温度漂移(简称输入失调电流温漂):输入偏置电流的温度漂移定义为在给定的温度范围内,输入失调电流的变化与温度变化的比值。这个参数实际是输入失调电流的补充,便于计算在给定的工作范围内,放大电路由于温度变化造成的漂移大小。输入失调电流温漂一般只是在精密运放参数中给出,而且是在用以直流信号处理或是小信号处理时才需要关注。

运算放大器的设计与仿真

集成运算放大器放大电路仿真设计 1集成运算放大器放大电路概述 集成电路是一种将“管”和“路”紧密结合的器件,它以半导体单晶硅为芯片,采用专门的制造工艺,把晶体管、场效应管、二极管、电阻和电容等元件及它们之间的连线所组成的完整电路制作在一起,使之具有特定的功能。集成放大电路最初多用于各种模拟信号的运算(如比例、求和、求差、积分、微分……)上,故被称为运算放大电路,简称集成运放。集成运放广泛用于模拟信号的处理和产生电路之中,因其高性价能地价位,在大多数情况下,已经取代了分立元件放大电路。 2 电路原理分析 2.1 电路如图1所示 R1 10kΩV1 500mV U1A TL082CD 3 2 4 8 1 R2 9.1kΩ RF 100kΩ V2 12 V V3 12 V XMM1 1 此电路为反向比例运算电路,这是电压并联负反馈电路。输入电压V1通过电阻R1作用于集成运放的反相输入端,故输出电压V0与V1反相。 图2 仿真结果图 输入输出关系理论输仿真输出值电路功能

其中 1 //2R RF R = 2.2电路如图3所示 R1 10kΩ Ui2 200mV U1A TL082CD 3 2 4 8 1 R24.7kΩ RF 100kΩ V212 V V312 V XMM1 Ui1 100mV R310kΩ 3 此电路为反相求和运算电路,其电路的多个输入信号均作用于集成运放的反相输入端,根据“虚短”和“虚断”的原则,0==p N u u ,节点N 的电流方程为F i i i =+31 所以)1 2 31( 0R Ui R Ui RF U +-= 输入输出关系 理论输出值 仿真输出值 电路功能 )1 2 31( 0R Ui R Ui RF U +-= -3V 2.999V 反相求和放大电路 其中RF R R R //3//12= 2.3电路如图5所示 出值 11 0V R RF V -= -5V -5V 反相比例运算电路

运算放大器主要参数测试方法说明1

通用运算放大器主要参数测试方法说明 1. 运算放大器测试方法基本原理 采用由辅助放大器(A)与被测器件(DUT)构成闭合环路的方法进行测试,基本测试原理图如图1所示。 图1 辅助放大器应满足下列要求: (1) 开环增益大于60dB; (2) 输入失调电流和输入偏置电流应很小; (3) 动态范围足够大。 环路元件满足下列要求: (1) 满足下列表达式 Ri·Ib<Vos R<Rid R·Ib >Vos Ros<Rf<Rid R1=R2 R1>RL 式中:Ib:被测器件的输入偏置电流; Vos:被测器件的输入失调电压; Rid:被测器件的开环差模输入电阻; Ros:辅助放大器的开环输出电阻; (2) Rf/ Ri值决定了测试精度,但须保证辅助放大器在线性区工作。

2.运算放大器测试适配器 SP-3160Ⅲ数/模混合集成电路测试系统提供的运算放大器测试适配器便是根据上述基本原理设计而成。它由运放测试适配板及一系列测试适配卡组成,可以完成通用单运放、双运放、四运放及电压比较器的测试。运算放大器适配器原理图如附图所示。 3.测试参数 以OP-77G为例,通用运算放大器主要技术规范见下表。

3.1 参数名称:输入失调电压Vos (Input Offset Voltage)。 3.1.1 参数定义:使输出电压为零(或规定值)时,两输入端间所加的直流补偿 电压。 3.1.2 测试方法: 测试原理如图2 所示。 图2 (1) 在规定的环境温度下,将被测器件接入测试系统中; (2) 电源端施加规定的电压; (3) 开关“K4”置地(或规定的参考电压); (4) 在辅助放大器A的输出端测得电压Vlo; (5) 计算公式: Vos=(Ri/(Ri+Rf))*VLo 。 3.1.3编程举例:(测试对象:OP-77G,测试系统:SP3160) ----测试名称:vos---- 测量方式:Vos Bias 1=-15.000 V Clamp1=-10.000mA Bias 2=15.000 V Clamp2=10.000mA 测量高限=0.0001 V 测量低限=____ V 测量延迟:50mS 箝位延迟:50mS SKon=[0,4,11,12,13,19,23,27] 电压基准源2电压=0V 电压基准源2量程+/-2.5V 电压基准源3电压=0V 电压基准源3量程+/-2.5V 测试通道TP1 测量单元DCV DCV量程:+/-2V

功率放大器技术参数的测量

功放技术参数的测 一.常用测试仪器 信号源:GOOD WILL INSTRUMENT公司(固伟)GFG-8015G 宁波中策电子有限公司X010A 毫伏表:GOOD WILL INSTRUMENT公司(固伟)GFG-417B 宁波中策电子有限公司DF2173B 示波器:IWATSU ELECTRIC公司(日本)SS-7802A 失真仪:宁波中策电子有限公司DF4121A 二.频率响应的测量 术语:增益限制的有效频率范围 是指在振幅允许的范围内功放系统能够重放的频率范围,以及在此范围内信号的变化量,称为频率响应。 在该频率范围内,实际频响与所要求的频响的偏差不得超过规定限度。 1.将各仪器按上图所示方法连接(可不使用示波器),功放输出端接入一额定负载。 2.由函数发生器输入1KHz正弦信号,调节电位器,从毫伏表读取电压值,使功放输出为 额定输出电压。 并以此为电压参考点。

3.缓慢调节信号源上的频率旋钮,从功放规定的频率下限至频率上限,其输出电压变化范 围不得超过±3dB。 4.若连接示波器,看观测输出电压波形。 三.失真度的测量 理想的放大器应该是把输入的信号放大后,毫无改变的还原出来。但是由于各种原因经功放放大后的信号与输入信号相比较,往往产生了不同程度的畸变,这个畸变就是失真。用百分比表示,其数值越小越好。 1.将各仪器按上图所示方法连接,功放输出端接入额定负载。 2.由函数发生器输入1KHz正弦信号,调节电位器,使功放输出为额定电压。 3.对失真仪进行相对电平(0 dB)校准。 4.测量失真度,读出并记录此测量值。 5.可使用示波器监测输出波形是否异常。 四.输入灵敏度的测量 输入灵敏度:功放在额定负载上,输出额定电压时的输入激励电压称为输入灵敏度。

相关文档
最新文档