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通常運(yùn)算放大器（簡(jiǎn)稱(chēng)運(yùn)放）的開(kāi)環(huán)增益（AOL）測(cè)試均采用輔助運(yùn)放環(huán)路法來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于該方法測(cè)試結(jié)果精確穩(wěn)定，故作為通用放大器的首選測(cè)試線路。然而對(duì)于內(nèi)置放大器的混合信號(hào)器件（非單片運(yùn)放），若采用輔助運(yùn)放環(huán)路法測(cè)試，則會(huì)使整體線路復(fù)雜化；另外，幾乎所有的高速寬帶放大器對(duì)輔助運(yùn)放線路要求很高，需要進(jìn)行額外的零點(diǎn)和極點(diǎn)補(bǔ)償方能使環(huán)路穩(wěn)定，調(diào)試起來(lái)非常麻煩。為簡(jiǎn)化測(cè)試線路并保證測(cè)試精度，許多IC生產(chǎn)商推薦采用單管測(cè)試線路，來(lái)完成運(yùn)放AOL參數(shù)測(cè)試。

 

圖1為運(yùn)算放大器兩種開(kāi)環(huán)增益參數(shù)測(cè)試線路。直觀上，單管增益測(cè)試線路明顯簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。對(duì)與輔助放大環(huán)路法如何測(cè)試增益參數(shù)，讀者可參閱國(guó)標(biāo)或相關(guān)文獻(xiàn)，本文不再贅述。

 

下面以ADI公司生產(chǎn)的高速寬帶運(yùn)算放大器AD843為例，對(duì)運(yùn)放單管開(kāi)環(huán)增益的測(cè)試方法及實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)單描述。AD843為34MHz帶寬的高速電壓型放大器，由于其高達(dá)220V/uS的壓擺率和10pF的微弱容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力，一些早期的通用運(yùn)算放大器自動(dòng)測(cè)試設(shè)備無(wú)法對(duì)該器件的核心參數(shù)（失調(diào)電壓和開(kāi)環(huán)增益）進(jìn)行穩(wěn)定測(cè)試，具體表現(xiàn)為：被測(cè)器件（DUT）無(wú)法在測(cè)試環(huán)路中穩(wěn)定，器件輸出發(fā)生嚴(yán)重振蕩，很難抑制；而將DUT放置到單管測(cè)試線路中，則器件工作非常穩(wěn)定。

 

根據(jù)AD843S器件的Data-Sheet(圖2)可知，測(cè)試AOL參數(shù)時(shí)器件輸出需要由-10V變化到+10V,輸出負(fù)載為500Ω。只要能準(zhǔn)確測(cè)試出DUT輸入端電壓的變化量，即可根據(jù)公式F3.1計(jì)算出AOL。

 

根據(jù)圖1可知，單管AOL參數(shù)測(cè)試線路是通過(guò)設(shè)置V3輸入電壓使VOUT電壓達(dá)到DUT測(cè)試條件（需關(guān)閉K1繼電器施加相應(yīng)的輸出負(fù)載RL），由于R2=R1=10kΩ，故V3輸入電壓和輸出電壓基本上是1：-1的反向關(guān)系；當(dāng)VOUT穩(wěn)定后，測(cè)試100*Vos測(cè)量點(diǎn)電壓值（該值為DUT的失調(diào)電壓Vos放大100倍）。

 

下面通過(guò)采用TI公司的TINA仿真軟件和ADI公司AD843J器件SPICE來(lái)說(shuō)明AOL參數(shù)的測(cè)試過(guò)程：

通過(guò)調(diào)節(jié)V3電源的輸入電壓使VOUT端的電壓為-10V（即VOUT=-10V），此時(shí)測(cè)試點(diǎn)100*Vos端的電壓為266.72mV，如圖3所示。由于器件失調(diào)電壓（Vos）的影響，此時(shí)V3電源的實(shí)際輸入電壓為10.8V。

通過(guò)調(diào)節(jié)V3電源的輸入電壓使VOUT端的電壓為+10V（即VOUT=+10V），此時(shí)測(cè)試點(diǎn)100*Vos端的電壓為133.07mV，如圖4所示。由于器件失調(diào)電壓（Vos）的影響，此時(shí)V3電源的實(shí)際輸入電壓為-9.6V。

由公式F3.1可計(jì)算出

AOL=⊿Vo/⊿Vi=20V*100)/(266.72mV-133.07mV)

=15V/mV，

與圖2中的數(shù)據(jù)規(guī)范完全吻合。

另外通過(guò)單管測(cè)試線路，可以方便的測(cè)試運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓（Vos）參數(shù)，如圖5所示。同樣需要注意的是，需要通過(guò)線性搜索的方法設(shè)置器件輸出電壓為0V,即VOUT=0V；為了保證測(cè)試精度，DUT的失調(diào)電壓Vos被放大了100倍（R3/R5=99:1）。

 

可以看出，AD83J器件的失調(diào)電壓（Vos）測(cè)試結(jié)果為2mV（199.89mV/100）,與圖2中的數(shù)據(jù)規(guī)范完全吻合。

 

需要說(shuō)明的是，運(yùn)放單管測(cè)試線路存在一個(gè)缺點(diǎn)。即，由于被測(cè)器件（DUT）輸入失調(diào)電壓的影響，V3電源的施加電壓與器件實(shí)際的輸出電壓VOUT不能保持很好的1：-1的對(duì)應(yīng)關(guān)系。從上面例子中可以看到，為了設(shè)置AD843J器件的輸出電壓VOUT=-10V，輸入電源V3需要設(shè)定為+10.8V而不是+10V；但是這個(gè)問(wèn)題很好解決，通過(guò)二元搜索或線性搜索的方法，可快速準(zhǔn)確的確定輸入電壓。