集成運(yùn)算放大器參數(shù)測(cè)試儀校準(zhǔn)裝置的開(kāi)發(fā)

　　校準(zhǔn)裝置的硬件設(shè)計(jì)方案

　　校準(zhǔn)方案覆蓋了市場(chǎng)上運(yùn)放測(cè)試儀給出的大部分參數(shù)，其中包括輸入失調(diào)電壓、輸入失調(diào)電流、輸入偏置電流等10個(gè)參數(shù)。通過(guò)研究集成運(yùn)放參數(shù)“閉環(huán)測(cè)試原理”可知：有的參數(shù)校準(zhǔn)要用到“閉環(huán)測(cè)試回路”，有的直接接上相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)儀器進(jìn)行測(cè)量即可實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的校準(zhǔn)。對(duì)于用到“閉環(huán)測(cè)試回路”的幾個(gè)參數(shù)而言，主要通過(guò)補(bǔ)償電源裝置和模擬電源裝置來(lái)校準(zhǔn)。運(yùn)放測(cè)試儀總體校準(zhǔn)方案如圖1所示。

　　圖1 運(yùn)放測(cè)試儀總體校準(zhǔn)框圖

　　1 校準(zhǔn)電路設(shè)計(jì)

　　輸入失調(diào)電壓VIO的定義為使輸出電壓為零（或者規(guī)定值）時(shí)，兩輸入端所加的直流補(bǔ)償電壓。集成運(yùn)放可模擬等效為輸入端有一電壓存在的理想集成運(yùn)算放大器，校準(zhǔn)原理如圖2所示。通過(guò)調(diào)節(jié)補(bǔ)償電源裝置給輸入一個(gè)與VIO電壓等量相反的電壓V補(bǔ)，輸入就可等效為V=VIO+V補(bǔ)=0，則被測(cè)集成運(yùn)放與接口電路等效為一輸入失調(diào)電壓為零的理想運(yùn)算放大器。然后，調(diào)節(jié)模擬電源裝置，給定模擬標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)放輸入失調(diào)電壓參數(shù)值。通過(guò)數(shù)字多用表讀數(shù)與被校運(yùn)放測(cè)試儀測(cè)試值比較，計(jì)算出誤差值，完成VIO參數(shù)校準(zhǔn)。

　　圖2 輸入失調(diào)電壓參數(shù)VIO校準(zhǔn)原理圖

　　2 單片機(jī)控制電路設(shè)計(jì)

　　單片機(jī)采用AT89S51，這是一個(gè)低功耗、高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含可反復(fù)擦寫(xiě)1000次的4kB ISP(In-system programmable) Flash ROM。其采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元。

　　本設(shè)計(jì)中，采用單片機(jī)控制信號(hào)繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)電路測(cè)試狀態(tài)轉(zhuǎn)換，信號(hào)繼電器選用的是HKE公司的HRS2H-S-DC5V，能夠快速完成測(cè)試狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，只需單片機(jī)5V供電電源即可，便于完成參數(shù)的校準(zhǔn)。此外，繼電器跳變由PNP三極管S8550來(lái)驅(qū)動(dòng)完成。