集成运放参数测试
集成运放同相放大器的带宽测量(设计与仿真)实验报告
集成运放同相放大器的带宽测量（设计与仿真）实验报告一、实验目的1、熟悉放大器幅频特性的测量方法。
2、掌握集成运算放大器的带宽与电压放大倍数的关系。
3、了解掌握Proteus 软件的基本操作与应用。
二、实验线路及原理1、实验原理 （1）同相放大器同相放大器又称同相比例运算放大器，其基本形式如图所示。
输入信号U i 经R 2加至集成运放的同相端。
R f 为反馈电阻，输出电压经R f 及R 1组成的分压电路，取R 1上的分压作为反馈信号加至运放的反相输入端，形成了深度的电压串联负反馈。
R 2为平衡电阻，其值为R 2=R 1//R f 。
电压放大倍数为RR UU Afiuf101+==。
输出电压与输入电压相位相同，大小成比例关系。
比例系数（即电压放大倍数）等于1+R f /R 1,与运放本身的参数无关。
图 同相放大器 图 某放大电路的幅频特性（2）基本概念 1）带宽运放的带宽是表示运放能够处理交流小信号的能力。
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。
图所示为某放大电路的幅频响应，中间一段是平坦的，即增益保持不变，称为中频区（也称通带区）。
在f L 和f H 两点增益分别下降3dB ，而在低于f L 和高于f H 的两个区域，增益随频率远离这两点而下降。
在输入信号幅值保持不变的条件下，增益下降3dB 的频率点，其输出功率约等于中频区输出功率的一半，通常称为半功率点。
一般把幅频响应的高、低两个半功率点间的频率定义为放大电路的带宽或通频带，即BW=f H -f L 。
式中f H 是频率响应的高端半功率点，也称为上限频率，而f L 则称为下限频率。
通常有f L <<f H ，故有BW≈f H 。
2）单位增益带宽运放的闭环增益为1倍条件下，将一个频率可变恒幅正弦小信号输入到运放的输入端，随着输入信号频率不断变大，输出信号增益将不断减小，当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）时，所对应的信号频率乘以闭环放大倍数1所得的增益带宽积。
运放参数详解以及参数测试原理和电路11
运放参数解析定义大全一、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，即功率带宽，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。
三、运放关于带宽和增益的主要指标以及定义1、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。
设计报告-集成运放测试仪
集成运放参数测试仪摘要本系统参照片上系统的设计架构、采用FPGA与stm32相结合的方法，以stm32单片机为进程控制和任务调度核心；FPGA做为外围扩展，内部自建系统总线，地址译码采用全译码方式。
FPGA内部建有DDS控制器，单片机通过系统总线向规定的存储单元中送入正弦表；然后DDS控制器以设定的频率，自动循环扫描，生成高精度，高稳定的5Hz基准测量信号。
扫频信号通过对30MHz 的FPGA系统时钟进行分频和高速DA产生高频率稳定度、幅值稳定度的扫频信号。
放大器参数测量参照GB3442-82标准，信号幅度的测量通过AD536效值芯片转化为直流信号测得。
A/D转换TI 公司的高精度12逐次比较AD TLV2543。
stm32主要实现用户接口界面（键盘扫描、液晶显示、数据打印以及其他服务进程的调度）、AD转换以及测量参数（Vio Iio Kcmr Avd BWG Tr）计算、与上位机通信等方面的功能。
上位机主要实现向下位机发送测量指令、与下位机交换测量数据、以及数据的存储、回放、统计。
abstract:with reference to the system on a chip system design architecture, using the method of combining the FPGA with stm32 stm32 microcontroller as core process control and task scheduling; The FPGA as peripheral expansion, internal self-built system bus, address decoding adopts the whole decoding method. Built inside the FPGA DDS controller, single chip microcomputer to the specified storage unit through the system bus into sine table; Then DDS controller at a set frequency, the automatic cycle scan, generate high precision, high stability of 5 hz measuring signal. Frequency sweep signal by FPGA to 30 MHZ system clock frequency division and external phase-locked loop (FPGA using FLEX10K10 without internal phase-locked loop) multiple frequency, high frequency stability and frequency sweep signal amplitude stability. Amplifier parameters measurement reference GB3442-82 standard, the low frequency signal amplitude measurement take high-speed AD sampling, then digital processing method; The range of the high frequency signal directly measured using integrated RMS conversion chip. A/D conversion of TI company high-precision 12 successive comparative AD TLV2543. Achieve stm32 main user interfaces (keyboard scanning, LCD display, data printing, and other service process scheduling), AD transform and measurement parameters (Vio Iio Kcmr Avd BWG Tr) calculation, and the function of the upper machine communication, etc. PC main implementation down a machine to send instructions, and the lower machine exchange measurement data, and data storage, playback and statistics.关键词：参数测量运算放大器 DDS FPGA stm32数字信号处理一、方案比较设计与论证（一）测量电路模块1、测试信号源部分方案一：利用传统的模拟分立元件或单片压控函数发生器MAX038，可产生三角波、方波、正弦波，通过调整外围元件可以改变输出频率、幅度，但采用模拟器件由于元件分散性太大，即使用单片函数发生器，参数也与外部元件有关，外接电阻电容对参数影响很大，因而产生的频率稳定度较差、精度低、抗干扰能力差、成本也较高。
集成运放电路的组装与测试实验总结
集成运放电路的组装与测试实验总结：组装电路集成实验测试集成运放电路分析集成运放电路实验报告集成运放四个组成部分篇一：5集成运放电路实验报告实验报告姓名：学号：日期：成绩：一、实验目的1、研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。
2、了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。
二、实验原理集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。
当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。
在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。
理想运算放大器特性在大多数情况下，将运放视为理想运放，就是将运放的各项技术指标理想化，满足下列条件的运算放大器称为理想运放。
开环电压增益Aud=∞输入阻抗ri=∞输出阻抗ro=0 带宽fBW=∞失调与漂移均为零等。
理想运放在线性应用时的两个重要特性：（1）输出电压UO 与输入电压之间满足关系式UO＝Aud（U+－U－）由于Aud=∞，而UO为有限值，因此，U+－U－≈0。
即U+≈U －，称为“虚短”。
（2）由于ri=∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即IIB ＝0，称为“虚断”。
这说明运放对其前级吸取电流极小。
上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则，可简化运放电路的计算。
基本运算电路1) 反相比例运算电路电路如图6－1所示。
对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为UO??RFUiR1为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R2＝R1 //RF。
图6－1 反相比例运算电路图6－2 反相加法运算电路2) 反相加法电路电路如图6－2所示，输出电压与输入电压之间的关系为UO??(RFRUi1?FUi2) R3＝R1 // R2 // RF R1R23) 同相比例运算电路图6－3(a)是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为UO?(1?RF)Ui R2＝R1 // RF R1当R1→∞时，UO＝Ui，即得到如图6－3(b)所示的电压跟随器。
运算放大器的闭环参数测试
运算放大器的闭环参数测试北京华峰测控技术公司 孙 铣 段宁远内 容 摘 要本文介绍了运算放大器闭环参数的测试原理，分析了影响运算放大器闭环参数测试精度和稳定性的诸多原因和因素，及所采取的针对性措施，还探讨了闭环参数的测试精度、测试稳定性和测试适应性的评价问题。
同时介绍了北京华峰测控技术公司研制的 STS 2107B 运算放大器电压比较器测试系统。
一. 运算放大器闭环参数的测试原理国家标准 GB 3442-86 和 GB 6798-86 参照国外标准，规定了运算放大器 (以下简称运放) 和电压比较器的测试方法的基本原理，其主要参数的基本测量线路见图1。
图1 运算放大器闭环参数测量原理图图中 DUT 为被测运放，A 为辅助运放。
两级运放构成负反馈闭环系统，其闭环增益由输入电阻 R I 和反馈电阻 R F 的比例决定。
为了得到足够增益，通常选用 500 倍或 1000 倍。
器件测试程控电源 V+ 和 V- 分别向被测运放提供所需的正、负电源电压，被测运放的输出端电压可由外接偏置电压源 V 进行控制，以获得测试所需的 V O 值。
辅助运放的输出端可测得所需的 V E 值。
电阻 R S 用于被测运放输入偏置电流的采样。
采用辅助运放的闭环测试参数主要有以下几个：1. 输入失调电压 V IO 。
2. 输入偏置电流 I B+，I B-。
3. 输入失调电流 I IO 。
4. 开环电压增益 A VD 。
5. 共模抑制比 K CMR 。
6. 电源电压抑制比 K SVR+，K SVR-。
在这些参数中失调电压 V IO 是最基本的参数，其计算公式为 :其它参数只是在不同的条件下测试 V IO 值，和进行不同的计算。
二. 影响运算放大器闭环参数测试精度的原因分析E FI I IO V R R R V ⋅+=根据分析和实践，影响闭环参数测试精度的原因主要有闭环系统不稳定、工频干扰、高频干扰、系统漏电、元件性能不良等。
现分别分析如下:1. 闭环系统不稳定闭环系统不稳定是影响运放闭环参数测试精度诸多原因中最主要的原因。
微机控制的集成运放参数测试仪
微机控制的集成运放参数测试仪
赵九捷;赵一群
【期刊名称】《电测与仪表》
【年(卷),期】1991(028)011
【总页数】3页(P28-30)
【作者】赵九捷;赵一群
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TN722.77
【相关文献】
1.基于GB3442-82的集成运放参数测试仪设计 [J], 刘宪力;田应伟
2.基于FPGA的集成运放参数测试仪 [J], 汪正勇;陈杨;汤强;张灿;陈万培;马志;张正华
3.集成运放参数测试仪 [J], 李白;舒鹏飞;杨静竹;陶启成
4.基于C8051F020的集成运放参数测试仪设计 [J], 郝玉君;甘露
5.基于C8051F020的集成运放参数测试仪设计 [J], 郝玉君; 甘露
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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。
集成运算放大器实验误差
集成运算放大器实验误差
集成运算放大器实验误差可以来自多个方面，以下列出几个可能的因素：
1. 器件固有误差：集成电路器件的参数散布是不可避免的，不同的芯片之间会有一定的参数差异。
例如，同一型号的集成运放，其偏置电流、增益带宽积等参数，在不同的芯片中可能略有不同，这对实验的精度有一定的影响。
2. 实验设备误差：实验室仪器的精度和灵敏度也会影响实验的精度。
例如，示波器的带宽、采样率、噪声等特性，万用表的精度和分辨率等，都会对实验结果产生影响。
3. 测量误差：实验过程中的测量误差也会对实验精度产生影响。
例如，使用万用表或电压表等进行电压测量时，线路接触不良、测量头的内阻、测试线的阻抗等都可能引起测量误差。
4. 手误误差：实验者的误操作也会对实验结果产生影响，例如接线、调节电位器、读数等环节，如果不仔细、不准确，都可能带来误差。
5. 环境因素：温度、湿度、气压等环境因素也会对实验精度产生影响，尤其是对于精密电路和信号测量，环境的稳定性非常重要。
综上所述，集成运放实验误差的来源非常多，需要实验者在实验前仔细考虑和准备，尽可能降低各种误差的影响。
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开环差模放大倍数AV测试电路图
实验原理及方法
◆共模抑制比CMRR 运算放大器差模电压放大倍数Ad与共模电压放大倍数AC之比称为共模抑制
实验参考资料
⊕统编教材：半导体集成电路，第五章。 ⊕清华编：脉冲数字电路(中册)，第七章。 ⊕ 《晶体管原理》，统编教材，浙江大学半导体室。 ⊕张屏英、周佑谟：《晶体管原理》，上海 科技版，1985。
◆输入失调电流IOS 运放失调情况下，为使其输出为零而在输入端所加的补偿电流，称为输入失
调电流。输入失调电流实际上是输入信号为零时，运放两个输入端的基极偏置电流 之差，测试电路和计算公式如下：
IOS=I-B－I+B
I-B测量电路图
I＋B测量电路图
实验原理及方法
◆开环差模放大倍数AV 开环差模放大倍数是指放大器在没有外部反馈时的差模直流电压放大倍数，
为设计、制造、运用集成运放奠定基础 ☆本实验以F007集成运放为对象，测试主要参数。
F007外引线排列图，使用电源电压V ＋=15V， V-=-15V
实验原理及方法
◆输入失调电压VOS 当输入信号为零时，由于运放内差分放大器的不对称性，导致输出信号不为
零，这种现象称为运算放大器失调。为使输出电压为零，而在输入端加入一补偿 电压，该补偿电压即叫做输入失调电压VOS ，下图为测试电路图。调整电位器RM ，使输出电压为零，此时输入端电压表指示设为Vi，那么失调电压可用下式表示：
实验注意事项
⊕电路中的元件应尽量对称一致，以减小失调对测量结果的影响。 ⊕开环增益的测试频率应足够低，取20Hz≤f≤40Hz为宜。 ⊕ CMRR的测试频率不宜超过5KHz，输入电压不能超过最大共模输入电压Vicm。 ⊕ SR的测试频率应大于10KHz，Vs的幅值应大于1V。
实验思考题
⊕试说明测量CMRR时，为什么接在运放正负端的电阻要求严格对称？ ⊕下面电路为测量VOS的工作原理，说明实际上又为什么不采用这种方法？
输入失调电压VOS 测试图
输入失调电压VOS表达式
实验原理及方法
◆输入失调电压VOS 输入失调电压实际上就是在输入电压为零时的运放输出电压折合到输入端的电
压值，也可采用闭环的方法进行测量，下图给出了测试原理图和计算公式：
VOS=VO/AV
输入失调电压VOS闭环测试图
输入失调电压VOS表达式
实验原理及方法
实验19 集成运放参数测试
集成运算放大器的主要参数
☆输入失调电压VOS ☆输入失调电流lOS ☆开环差模放大倍数Au ☆共模抑制比CMRR ☆最大共模输入电压Vctam ☆转换速率SR
实验意义、目的和对象
☆运算放大器应用广泛，性能优劣取决于参数 ☆实验目的旨在了解集成运转换速率与闭环电压放大倍数有关，因而一般都规定在增益为1或 反相组态下进行测试，下图为测试电路。被测放大器接成电压跟随器，输入信号是 前后沿陡直的大幅度方波，在示波器上观察到的输出电压的波形如下图所示。由输 出波形的前后沿过渡区求得SR
转换速率SR测试电路图
实验步骤和数据处理
⊕测试各参数时按相应电路图接好元器件和所需仪器、电源； ⊕按相应公式求出参数值以及绘出所需图表； ⊕测试结束将元器件，仪器，电源拆下妥善放置。
比CMRR，CMRR反映了放大器对共模信号的抑制能力， 测试电路如下。
共模抑制比CMRR测试电路图
实验原理及方法
◆最大共模输入电压 最大共模输入电压ViCM是指运放输出不失真时的最大共模输入电压峰值。
下图是ViCM测试电路。
最大共模输入电压测试电路图
实验原理及方法
◆转换速率SR 当给运放输入一个大的阶跃电压时，放大器输出电压的最大变化速率称为