要测试运算放大器的参数,测试条件必须与器件电气特性表中列出的条件相匹配。所有设置都需要以下物料:
- AMP-PDK-EVM 主板
- 封装型号子卡
- 受测器件 (DUT)
- 三路电源
按照节 2.3中的组装说明操作后,可以参考针对常见运算放大器参数的以下测试设置。
除了该部分之外,ti.com 上还提供了分步指导视频。
这些示例中显示的设备仅用于说明目的。
每个放大器的静态电流 (IQ)
IQ 是在与电源和 AMP-PDK-EVM 串联的情况下测得的。
该测试所需的其他设备为:
在参考节 2.3来测量 IQ 时,
- 将一个子卡安装在同相增益 = 1V/V(缓冲器)的预配置电路中。
- 将正电源与 DMM 串联:
- 在匹配器件数据表条件的情况下,将 AMP-PDK-EVM 上的 V- 和 GND 连接到三路电源上的电源。电源的电流限制必须至少设置为 IQ 的 10 倍(考虑所有通道)。
- 将 AMP-PDK-EVM 上的 V+ 连接到 DMM 上的相应端口。
- 将 DMM 的另一个端口连接到三路电源上的正电源。将输出电流限制为 IQ 的至少 10 倍(考虑所有通道)。
- 子卡会映射所有可能的引脚,具体取决于运算放大器的通道数。子电路上的所有 INx+ 引脚都必须连接到 GND。
- 配置 DMM 以测量直流电流。
- 开启电源输出。
- 在 DMM 上,将观察到的电流除以运算放大器中的通道数。
在匹配所有其他数据表条件的情况下,该测试设置有助于使用计算得出的静态电流来验证数据表中的静态电流。(1)
连续性
大多数运算放大器引脚都具有连接到任一电源轨(V+ 或 V-)的 ESD 保护二极管。要检查这些二极管是否存在及其运行情况,请执行该过程。
该测试所需的其他设备为:
注: 这是单电源测试,因此不需要三路电源。
在参考节 2.3测量连续接性时,
- 将一个子卡安装到引脚对引脚电路上。
- 将电源的正电源连接到 DMM 的相应端口。电源的电流限制必须设置为 9mA。
- 电源接地端和 DMM 上的另一个端口是两个连续性测试点,由于 ESD 二极管的性质,一个必须以电源 V+_P2P 或 V-_P2P 为基准;另一个是受测引脚。
- 开启电源输出。
- 手动以小增量增大电源输出电压,同时记录各增量之间的电流,直到测量的电流达到最大值 9mA。任一方向上的电压都不得超过 2-3V。
- 子卡会映射所有可能的引脚,具体取决于运算放大器的通道数。可以根据 V+_p2p 或 V-_p2p 测试所有 INx+、INx- 和 OUTx 引脚。
或者,可以使用源表自动执行该测试。
该测试设置有助于验证 ESD 二极管是否存在及其运行情况。
输入失调电压 (VOS)
VOS 是运算放大器输入级的误差源,量化为强制运算放大器输出为 0V 所需的差分输入电压。
该测试所需的其他设备为:
在参考节 2.3测量 VOS 时,
- 将子卡安装到同相增益 = 1001V/V 或同相增益 = 101V/V 预配置电路上,具体取决于器件的典型或预期失调电压。通常,对于精密运算放大器,使用同相增益 = 1001V/V,对于通用运算放大器,使用同相增益 = 101V/V。
- 在匹配器件数据表条件的同时,将三路电源连接到 AMP-PDK-EVM 的 V+、GND 和 V-。电源的电流限制可以设置为器件的 ISC + IQ(考虑所有通道)。
- 子卡会映射所有可能的引脚,具体取决于运算放大器的通道数。子电路上的所有 INx+ 引脚都需要连接到 GND。
- 将 DMM 的一个端口连接到 OUTx,将另一个端口连接到 GND。
- 配置 DMM 以测量直流电压。
- 开启电源输出。
- 将 DMM 的电压测量值乘除以预配置电路的增益。
在匹配所有其他数据表条件的情况下,该测试设置有助于使用计算得出的输入失调电压来验证数据表中的输入失调电压。
相对于电源电压的电压输出摆幅 (VOL/VOH)
当输出接近器件的 V+ 和 V- 时,VOH 和 VOL 是运算放大器输出的电压限值。
该测试所需的其他设备为:
在参考节 2.3测量 VOH 和 VOL 时,
- 将一个子卡安装在同相增益 = 1V/V(缓冲器)的预配置电路中。对于非轨到轨输入运算放大器,需要为放大器设置一个增益,以尝试强制输出为任一电源轨。
- 在匹配器件数据表条件的同时,将三路电源连接到 AMP-PDK-EVM 的 V+、GND 和 V-。需要将电源的电流限制设置为器件的 ISC + IQ(考虑所有通道)。
- 在 INx+ 引脚和 GND 之间连接单电源。将单电源电压设置为运算放大器的 V+ 值。电源的电流限制必须设置为 9mA。
- 将 DMM 的一个端口连接到 OUTx,将另一个端口连接到 GND。
- 子卡会映射所有可能的引脚,具体取决于运算放大器的通道数。子电路上的所有其他 INx+ 引脚必须连接到 GND。
- 配置 DMM 以测量直流电压。
- 首先开启三路电源;然后开启单电源。
- VOH 是 V+ 与在 DMM 上测得的电压之间的差值。
- 交换步骤 3 中列出的单电源连接。正电源必须连接到 GND,电源的接地端必须连接到 +INx 引脚。
- VOL 是 V+ 与在 DMM 上测得的电压绝对值之间的差值。
在匹配所有其他数据表条件的情况下,该测试设置有助于根据计算得出的相对于电源轨的电压输出摆幅来验证数据表中的相对于电源轨的电压输出摆幅。
增益带宽积 (GBWP)
该测试所需的其他设备为:
在参考节 2.3测量 GBW 时,
- 将一个子卡安装在同相增益 = 101V/V 的预配置电路中。
- 在匹配器件数据表条件的同时,将三路电源连接到 AMP-PDK-EVM 的 V+、GND 和 V-。电源的电流限制必须设置为器件的 ISC + IQ(考虑所有通道)。
- 将频率发生器的输出连接到 INx+ 引脚并以 GND 为基准。
- 子卡会映射所有可能的引脚,具体取决于运算放大器的通道数。子电路上的所有其他 INx+ 引脚必须连接到 GND。
- 将一个 DMM 端口连接到 OUTx,将另一个端口连接到 GND。
- 开启电源输出。
- 配置波形发生器以输出小信号(20mVpp,100Hz,0 失调电压)。
- 开启波形函数发生器。
- 配置 DMM 以测量交流电压。记录 DMM 电压。
- 增加波形发生器上的频率,直到 DMM 读取原始 DMM 电压的 70.7%。记录波形发生器的频率。
将频率乘以预配置电路的增益。
在匹配所有其他数据表条件的情况下,该测试设置有助于使用计算得出的增益带宽积来验证数据表中的增益带宽积。
压摆率 (SR)
SR 是运算放大器输出电压的最大变化率,单位为伏/微秒。
该测试所需的其他设备为:
在参考节 2.3测量 SR 时,
- 将一个子卡安装在同相增益 = 1V/V(缓冲器)的预配置电路中。
- 在匹配器件数据表条件的同时,将三路电源连接到 AMP-PDK-EVM 的 V+、GND 和 V-。电源的电流限制必须设置为器件的 ISC + IQ(考虑所有通道)。
- 将波形发生器连接到 INx+ 引脚,以 GND 为基准。输入信号必须是数据表中列出的输入电压共模大小的阶跃函数。
- 子卡会映射所有可能的引脚,具体取决于运算放大器的通道数。子电路上的所有其他 INx+ 引脚必须连接到 GND。
- 将示波器探头连接到 OUTx,探头以 GND 为基准。
- 开启电源输出。
- 开启波形函数发生器。
- 配置示波器以测量大约 10% 和 90% 的输出波形,注意时间差。压摆率是以伏/微秒为单位的变化率。
在匹配所有其他数据表条件的情况下,该测试设置有助于使用计算得出的压摆率来验证数据表中的压摆率。
比较器设置
AMP-PDK-EVM 套件能够使用引脚对引脚电路来测试比较器的基本功能。请勿使用任何其他增益配置来测试比较器器件,因为这可能会导致测量误差。该电路板不提供正反馈或迟滞设置。
引脚对引脚板的背面包含在比较器输出端组装上拉电阻器 Rupx 的选项,如图 2-17 所示。默认情况下未组装 Rupx。
对于任何具有漏极开路/集电极开路输出类型的比较器,都需要组装 Rupx。如果没有上拉电阻,则比较器的输出可能会悬空至未知状态。在使用推挽器件时,无需组装该电阻器。可以在产品页面和数据表中验证比较器的输出类型。
有关比较器的更多信息,请参考 TI 高精度实验室。
高级测试设置
上述测试设置是具有 1、101、1001 和 -1 增益选项的无焊预配置运算放大器设计。通过更改无源器件,还能够以不同的增益比更改该电路板。除了现有的已组装无源器件之外,还包含补偿电路选项,以限制噪声 (CF) 并帮助提高稳定性 (RISO),如原理图 所示。提供了 OAx 测试点以帮助验证放大器稳定性。有关运算放大器噪声和稳定性的更多资源,请参考 TI 高精度实验室。