Устройство для измерения коэффициента усиления аналоговых микросхем

Устройство для измерения коэффициента усиления аналоговых микросхем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано для измерения коэффициента усиления аналоговых микросхем, например при внутрисхемном параметрическом контроле и диагностике узлов электронной аппаратуры. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности измерения коэффициента усиления аналоговых микросхем, вмонтированных в схему, в которой сопротивления элементов, включенных между входами и выходом аналоговой микросхемы, больше предельно допустимого сопротивления нагрузки микросхемы. Устройство содержит источник 1 тестового сигнала, измеритель 2 напряжения, дифференциальный усилитель 3, контакты 4 - 7 - для подключения первого и второго входоь, выхода и общей шины соответственно. Выходное напряжение обьекта контроля через контакт 6 поступает на инвертирующий вход дифференциального усилителя и балансируется по постоянному току. Измеритель 2 напряжения измеряет напряжение на выходе контролируемой микросхемы и по его значению вычисляется коэффициент усиления. 2 э.п. ф-лы, 2 ил. (Л С

союз советских

СОЦИАЛИС ТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 R 31/28

ГОСУДАРСТВЕН <ЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ДТв с.-..

ЬИБ 1ЖЭ

I0 м ! с м л) (21) 4432530/21; 4430776/21 (22) 30,05.88 (46) 07.02.91. Бюл. М 5 (71) Пензенский политехнический институт (72) Л.В,Каменев, А.И.Мартяшин, Н.В.Морозов и Б.В.Цыпин (53) 621.317.008 (088.8) (56) Достал И, Операционные усилители.—

M,: Мир, 1982, с. 150.

ГОСТ 19799-74, с. ЗЗ, метод 6502. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ АНАЛОГОВЫХ МИКРОСХЕМ (57) Изобретение может быть использовано для измерения коэффициента усиления аналоговых микросхем, например при внутрисхемном параметрическом контроле и диагностике узлов электронной аппаратуры.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения

Г 10

„„Я „„1626221 А1 возможности измерения коэффициента усиления аналогîBûx микросхем, вмонтированных в схему, в которой сопротивления элементов, включенных между входами и выходом аналоговой микросхемы, больше предельно допустимого сопротивления нагрузки микросхемы. Устройство содержит источник 1 тестового сигнала, измеритель 2 напряжения, дифференциальный усилитель 3, контакты 4 — 7 — для подключения первого и второго входоь, выхода и общей шины соответственно. Выходное напряжение обьекта контроля через контакт 6 поступает на инвертирующий вход дифференциального усилителя и балансируется по постоянному току. Измеритель 2 напряжения измеряет напряжение на выходе контролируемой микросхемы и по его значению вычисляется коэффициент усиления. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1626221

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для измерения коэффициента усиления аналоговых микросхем, в том числе вмонтированных в схему.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей за счет обеспечения воэможности измерения коэффициента усиления аналоговых микросхем, вмонтированных в схему, в которой сопротивления элементов, включенных между входами и выходом аналоговой микросхемы, больше предельно допустимого сопротивления нагрузки микросхемы.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для измерения коэффициента усиления аналоговых микросхем как невмонтированных, так и вмонтированных в схему; на фиг.2 — дифференциальный усилитель в виде трансформатора, Устройство содержит источник 1 тестового сигнала, измеритель 2 напряжений, дифференциальный усилитель 3, первый 4, второй 5, третий 6 и четвертый 7 контакты для подключения первого и второго входов, выхода и общей шины объекта 8 контроля соответственно, Объект 8 контроля содержит вмонтированную контролируемую аналоговую микросхему 9 и первую

10 и вторую 11 цепи, соединяющие входы микросхемы 9 с другими элементами объекта 8 контроля, третью 12 и четвертую 13 цепи, соединяющие входы микросхемы 9 с ее выходом, пятую 14 и шестую 15 цепи, соединяющие соответствующие входы микросхемы 9 с общей шиной.

Выход источника 1 тестового сигнала соединен с первым входом дифференциального усилителя 3 и с первым входом измерителя 2 напряжений. Второй вход измерителя 2 напряжений соединен с вторым входом дифференциального усилителя 3, первый выход которого соединен с первым

4, второй с вторым 5 контактами для подключения входов аналоговой микросхемы 9, а второй вход соединен с контактом 6 для подключения выхода аналоговой микросхемы 9. Общая шина источника 1 тестового сигнала соединена с общей шиной устройства и с контактом 7 для подключения к общей шине схемы, в которой вмонтирована аналоговая микросхема 9.

Дифференциальный усилитель 3 может быть выполнен в виде трансформатора 16 с первой 17, второй 18 и третьей 19 обмотками и конденсатора 20, причем первый вывод первой обмотки 17 соединен с первым входом дифференциального усилителя 3. Второй вывод первой обмотки 17 соединен с первым выводом второй обмотки 18 и об10

50 щей шиной устройства. Второй вывод второй обмотки 18 соединен с вторым входом дифференциального усилителя 3, Первый вывод третьей обмотки 19 соединен с первым выходом дифференциального усилителя 3.

Второй вывод третьей обмотки 19 через конденсатор 20 соединен с вторым выходом дифференциального усилителя 3.

Устройство работает следующим образом, Источник 1 тестового сигнала вырабатывает переменное напряжение U>. При контроле аналоговой микросхемы 9, имеющей только один неинвертирующий вход, на ее вход подают напряжение через второй контакт 5 с неинвертирующего выхода дифференциального усилителя 3.

При контроле аналоговой микросхемы

9, имеющей только один инвертирующий вход, на ее вход подают напряжение через первый контакт 4 с инвертирующего выхода дифференциального усилителя 3.

При контроле аналоговой микросхемы

9, имеющей дифференциальный вход, ее инвертирующий и неинвертирующий входы соединены соответственно через первый 4 и второй 5 контакты с инвертирующим и неинвертирующим выходом дифференциального усилителя 3. Возможно также при этом соединение одного из входов контролируемой аналоговой микросхемы

9 с общей шиной устройства и четвертым контактом 7.

Выходное напряжение аналоговой микросхемы 9 через третий контакт 6 поступает на второй (инвертирующий) вход дифференциального усилителя 3. Таким образом, контролируемая аналоговая микросхема 9 казывается охваченной отрицательной обратной связью по напряжению. Благодаря этому она автоматически балансируется по постоянному току, Измеритель 2 напряжений изме, яет выходное напряжение

U > источника 1 и выходное напряжение Ug контролируемой микросхемы 9.

Причем

Ug = (U — Ug) КдКз, где Кд — коэффициент усиления аналоговой микросхемы 9;

Кз — коэффициент усиления дифференциального усилителя 3.

Откуда искомый коэффициент усиления аналоговой микросхемы 9

U1 Д1 — 9 %

При Кд > 100 становится справедливым выражение Ul = Ug. При этом можно использовать приближенную формулу для

1626221

В этом случае достаточно измерить значение разности напряжений 01 — Ug, которое при постоянном значении U; и Кз обратно пропорционально Kg. Коэффициент

Кз используется как масштабирул щий множитель для разных пределов измерения.

Причем при этом Кз < 1, что позволяе1 измерять разность 01 — Ug на уровне десятков милливольт. При контроле аналоговой микросхемы 9, вмонтированной в объект

8, малое выходное сопротивление дифференциального усилителя 3 шунтирует вход микросхемы 9 и сигналы объекта 8 на него не проходят. Тем самым влияние обьекта 8 на работу устройства исключается.

При выполнении дифференциального усилителя 3 в виде трансформатора (фиг.2) устройство работает следуюшим образом.

Источник 1 тестового сигнала вырабатывает переменное напряжение U1, прикладываемое к второй обмотке 18 трансформатора

16, и через него напряжение, снима мое с обмотки 19 через конденсатор 20, прикладывается между входами контролируемой аналоговой микросхемы 9. Выходное напряжение контролируемой аналоговой микросхемы 9 прикладь вается через третий контакт 6 к первой обмотке 17, включенной встречно по отношению к обмотке 19 Таким образом контролируемая аналоговая микросхема 9 через трансформатор 16 оказывается охваченнои отрицательной обратной связью по напряжению. Выходное напряжение контролируемой аналоговои микросхемы 9 равно напряжению между ее входами, усиленному в Kg раз, Благодаря конденсатору 20 и изолированной обмотке 19 трансформатора 16 искл ючается возможность перегрузки контролируемой микросхемы 9 при 26 = О, например при включении контролируемой аналоговой микросхемы по схеме повторителя напряжения. Для переменных рабочих сигналов, генерируемых объектом 8 аллоды контролируемой аналоговой микросхемы 9 оказываются короткоэамкнутыми через малое сопротивление конденсатора 20 и обмотки 19 -,рансформатора 16, поэтому они не проходят на выход контролируемой аналоговой микросхемы 9 и не мешают работе схемы. Рабочие сигналы постоянного тока, генерируемые объектом 8, благодаря изолированной обмотке 19 трансформа гора 16 не мешают работе схемы, так как разорвана обратная связь по постоянному току. Измеритель 2 напряжений измеряет выходное напряжение U1 источника 1 и выходное напряжение 09 контролируемой аналоговой микросхемы 9.

Причем

09 = (О1 — 09) К16К9, где Kg — коэффициент усиления контролируемой аналоговой микросхемы 9;

К16 — коэффициент трансформации транс5 форматора 16:

W1g W19

К16 =

W18 W17 где W18, W19, W17 — количество витков обмоток 18, 19 и 17 соответственно.

10 Откуда искомый коэффициент усиления контролируемой микросхемы 9

Ug г0 — 09 Кы

Ф ормула изобретения

1. Устройство для измерения коэффициента усиления аналоговых микросхем, содержащее источник тестового сигнала. дифференциальный усилитель, измеритель напряжений, первый и второй контакты для подключения входов аналоговой микросхемы, контакт для подключения выхода аналоговой микросхемы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет обеспечения воэможности измерения коэффициента усиления аналоговых микросхем, вмонтированных в схему, в него введен контакт для подключения к общей шине схемы, в которую вмонтирована аналоговая микросхема, причем выход источника тестового сигнала соединен с первым входом дифференциального усилителя и с первым входом измерителя напряжений, второй вход которого соединен с вторым входом дифференциального усилителя, первый выход которого соединен с первым, второй — с вторым контактами для подключения входов аналоговой микросхемы, а второй вход соединен с контактом для подключения выхода аналоговой микросхемы, общая шина источника тестового сигнала соединена с общей шиной устройства и с контактом для подключения к общей шине схемы, в которую вмонтирована аналоговая микросхема.

45 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что парафазные выходы дифференциального усилителя изолированы от общей шины устройства и не связаны между собой по постоянному току.

3. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что дифференциальный усилитель выполнен в виде трансформатора с тремя обмотками и конденсатора, причем первый вывод первой обмотки соединен с первым входом дифференциального усилителя, второй вывод первой обмотки соединен с первым выводом второй обмотки и с общей шиной устройства, второй вывод второй обмотки соединен с вторым входом дифферен162 б221

Составитель В. Савинов

Техред М.Моргентал Корректор Н. Ревская

Редактор Н. Гунько

Заказ 277 Тираж 422 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 циального усилителя, первый вывод третьей обмотки соединен с первым выходом дифференциального усилителя, второй вывод третьей обмотки через конденсатор соединен с вторым выходом дифференциального усилителя.