ZHCAFB1 May 2025 CD4053B
如节 1.2中所述,在同一个关断通道输出节点上,万用表和示波器的电压读数不同。这主要是由于两种仪器的输入电阻存在差异。如图 4-1 所示,当探头放置在被测器件 (DUT) 的两端以检测电压时,万用表和示波器的输入电阻实际上与 DUT 并联。
通常,测试设备的输入电阻足够大,可以忽略并联的影响。然而,当 DUT 的电阻与测试设备的输入电阻相当甚至大于该电阻时,不能忽略并联的影响,并且可能会发生误差。
在 CD4053B 的应用中就是这样的情况,其中关断通道等效电阻 Roff,up、Roff,down 以及运算放大器输入电阻 Rin,amp 巨大。测试设备对测量的影响通过图 4-2 中的 Rtest 建模。
Rtest 与 Roff,down 和 Rin,amp 并联。并联电阻 Roff,down ∥ Rtest ∥ Rin,amp 将电源电压与 Roff,up 分压。因此,不同的 Rtest 值会导致关断通道输出端产生不同的分压电压。
以 Tektronix TPP0500B 探头作为示波器示例。标称探头输入电阻 Rtest 10MΩ。假定 Roff,up 和 Roff,down 为 60GΩ 且 Rin,amp 为 6.1TΩ(在节 3.1中计算得出的典型值)。则 Rtest 远小于 Roff,up、Roff,down 和 Rin,amp。因此,根据方程式 6,示波器的读数接近 0V,这不是正确的值。
对于万用表,电压测量模式下的输入电阻通常由网络中的电阻网络定义,该网络未在数据表中指定,并且可能因不同的产品而异。Keysight 34401A 支持将输入电阻设置为 >10GΩ 的水平。使用此设置进行测试可能会导致电压读数约为 1V。通常,万用表的输入电阻固定在 10MΩ,电压读数几乎为零,这与示波器的结果类似。
为了消除测试设备输入电阻的影响,请测试单位增益缓冲器输出端的输出电压。根据单位增益缓冲器的原理,输出电压等于输入电压,输入与输出隔离,这意味着单位增益缓冲器的输出负载不影响输入。由于单位增益缓冲器的输出电阻远小于测试设备的输入电阻(对于 TLV9004,数据表中的开环输出阻抗为 1.2kΩ),因此不会出现负载误差。