精確測(cè)量運(yùn)算放大器性能的簡(jiǎn)易方法

　　TP1的電壓變化衰減1000:1后輸入DUT，導(dǎo)致輸出改變1 V，由此很容易計(jì)算增益（= 1000 × 1 V/TP1）。

　　為了測(cè)量開(kāi)環(huán)交流增益，需要在DUT輸入端注入一個(gè)所需頻率的小交流信號(hào)，并測(cè)量相應(yīng)的輸出信號(hào)（圖5中的TP2）。完成后，輔助放大器繼續(xù)使DUT輸出端的平均直流電平保持穩(wěn)定。

　　圖5中，交流信號(hào)通過(guò)10，000:1的衰減器施加于DUT輸入端。對(duì)于開(kāi)環(huán)增益可能接近直流值的低頻測(cè)量，必須使用如此大的衰減值。（例如，在增益為1，000，000的頻率時(shí)，1 V rms信號(hào)會(huì)將100 μV施加于放大器輸入端，放大器則試圖提供100 V rms輸出，導(dǎo)致放大器飽和。）因此，交流測(cè)量的頻率一般是幾百Hz到開(kāi)環(huán)增益降至1時(shí)的頻率；在需要低頻增益數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)非常小心地利用較低的輸入幅度進(jìn)行測(cè)量。所示的簡(jiǎn)單衰減器只能在100 kHz以下的頻率工作，即使小心處理了雜散電容也不能超過(guò)該頻率。如果涉及到更高的頻率，則需要使用更復(fù)雜的電路。

　　運(yùn)算放大器的共模抑制比（CMRR）指共模電壓變化導(dǎo)致的失調(diào)電壓視在變化與所施加的共模電壓變化之比。在DC時(shí)，它一般在80 dB至120 dB之間，但在高頻時(shí)會(huì)降低。

　　測(cè)試電路非常適合測(cè)量CMRR（圖6）。它不是將共模電壓施加于DUT輸入端，以免低電平效應(yīng)破壞測(cè)量，而是改變電源電壓（相對(duì)于輸入的同一方向，即共模方向），電路其余部分則保持不變。

　　在圖6所示電路中，在TP1測(cè)量失調(diào)電壓，電源電壓為±V（本例中為+2.5 V和–2.5 V），并且兩個(gè)電源電壓再次上移+1 V（至+3.5 V和–1.5 V）。失調(diào)電壓的變化對(duì)應(yīng)于1 V的共模電壓變化，因此直流CMRR為失調(diào)電壓與1 V之比。

　　CMRR衡量失調(diào)電壓相對(duì)于共模電壓的變化，總電源電壓則保持不變。電源抑制比（PSRR）則相反，它是指失調(diào)電壓的變化與總電源電壓的變化之比，共模電壓保持中間電源電壓不變（圖7）。

　　所用的電路完全相同，不同之處在于總電源電壓發(fā)生改變，而共模電平保持不變。本例中，電源電壓從+2.5 V和–2.5 V切換到+3 V和–3 V，總電源電壓從5 V變到6 V。共模電壓仍然保持中間電源電壓。計(jì)算方法也相同（1000 × TP1/1 V）。

　　為了測(cè)量交流CMRR和PSRR，需要用電壓來(lái)調(diào)制電源電壓，如圖8和圖9所示。DUT繼續(xù)在直流開(kāi)環(huán)下工作，但確切的增益由交流負(fù)反饋決定（圖中為100倍）。

　　為了測(cè)量交流CMRR，利用幅度為1 V峰值的交流電壓調(diào)制DUT的正負(fù)電源。兩個(gè)電源的調(diào)制同相，因此實(shí)際的電源電壓為穩(wěn)定的直流電壓，但共模電壓是2V峰峰值的正弦波，導(dǎo)致DUT輸出包括一個(gè)在TP2測(cè)量的交流電壓。

　　如果TP2的交流電壓具有x V峰值的幅度（2x V峰峰值），則折合到DUT輸入端（即放大100倍交流增益之前）的CMRR為x/100 V，并且CMRR為該值與1 V峰值的比值。

　　交流PSRR的測(cè)量方法是將交流電壓施加于相位相差180°的正負(fù)電源，從而調(diào)制電源電壓的幅度（本例中同樣是1 V峰值、2 V峰峰值），而共模電壓仍然保持穩(wěn)定的直流電壓。計(jì)算方法與上一參數(shù)的計(jì)算方法非常相似。

　　總結(jié)

　　當(dāng)然，運(yùn)算放大器還有許多其它參數(shù)可能需要測(cè)量，而且還有多種其它方法可以測(cè)量上述參數(shù)，但正如本文所示，最基本的直流和交流參數(shù)可以利用易于構(gòu)建、易于理解、毫無(wú)問(wèn)題的簡(jiǎn)單基本電路進(jìn)行可靠測(cè)量。