allgosts.ru31. ЭЛЕКТРОНИКА31.200. Интегральные схемы. Микроэлектроника

ГОСТ 23089.7-83 Микросхемы интегральные. Метод измерения коэффициента влияния нестабильности источников питания на напряжение и э. д. с смещения нуля операционных усилителей

Обозначение:
ГОСТ 23089.7-83
Наименование:
Микросхемы интегральные. Метод измерения коэффициента влияния нестабильности источников питания на напряжение и э. д. с смещения нуля операционных усилителей
Статус:
Действует
Дата введения:
01/01/1984
Дата отмены:
-
Заменен на:
-
Код ОКС:
31.200

Текст ГОСТ 23089.7-83 Микросхемы интегральные. Метод измерения коэффициента влияния нестабильности источников питания на напряжение и э. д. с смещения нуля операционных усилителей



УДК 621 3 049 77.083:006 354    Группа 92S

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

МИКРОСХЕМЫ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ

Метод измерения коэффициента влияния нестабильности источников питания на напряжение и э. д. с. смещения нуля операционных усилителей

ГОСТ

23089.7—83

Integrated circuits. Method of measuring the power sources instability effect on the operational amplifiers zero drift voltage and emf

ОКП 62 31C3

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 9 сентября 1983 г № 4165 срок действия установлен

Проверен в 1988 г. Постановлением Госстандарта СССР от 28.06 88 № 2430 срок действия продлен

Настоящий стандарт распространяется на операционные усилители (ОУ) и устанавливает метод измерения коэффициента влияния нестабильности источников питания на напряжение и э. д. с-смещения нуля Двл, и, п.

Общие требования к измерению и требования безопасности —■ по ГОСТ 23089.0—78.

Стандарт соответствует СТ СЭВ 3411—81 в части метода измерения коэффициента влияния нестабильности источников питания (см. приложение 1).

1.1.    Метод основан на изменении напряжения одного из источников питания или обоих источников питания одновременно и измерении приращения напряжения на выходе вспомогательного устройства балансировки (ВУБ) с последующим вычислением коэффициента влияния нестабильности источников питания ОУ.

1.2.    Электрический режим и условия измерений должны соответствовать установленным в стандартах или технических условиях на ОУ конкретных типов.

с 01.01 84

до 01 01 94

1. ПРИНЦИП И УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

2. АППАРАТУРА

2.1. Электрическая структурная схема измерительной установки приведена на чертеже.

2.2.    Источники постоянного напряжения G1 и G2 должны обеспечивать установку и поддержание напряжений питания U+ и [/- , установленных в стандартах или технических условиях на ОУ конкретных типов, с погрешностью в пределах ± 1

2.3.    Источники постоянного напряжения G3 и G4 должны обеспечивать установку и поддержание на время измерения напряжений ALH и ДU* у установленных в стандартах или технических

условиях на ОУ конкретных типов с такой точностью, чтобы разность |ДUn —ДJJn | за время измерения не изменялась бы более

чем на zh 1 %.

2.4.    Источник постоянного напряжения G5 должен обеспечивать установку и поддержание на время измерения напряжения (УВЫх на выходе проверяемого ОУ, установленного в стандартах или технических условиях на ОУ конкретных типов, с погрешностью в пределах ± 1 %. Источник постоянного напряжения G5 исключают из схемы измерительной установки, если в стандартах или технических условиях на ОУ не установлены конкретные требования к выходному напряжению проверяемого ОУ. При этом вход ВУБ, подключенный к G5, необходимо заземлить.

2.5.    Измерители PV1, PV2 и PV3 должны обеспечивать измерение напряжений Uxi, VХ2\ At/^ , Д£/„ с такой точностью, при которой погрешность определения разности напряжений \UX\—Ux2\ и |Л£/п —At/„ | должна быть в пределах ±2 %, где UX\ и Ux2—

выходные напряжения проверяемого ОУ для первого и второго измерений соответственно.

2.6.    Значение сопротивления резистора R 1 = ^2 следует выбирать из условия

100/?п,тах<Л1^0,0005/?вх,    (I)

где /?„, шах — максимальное значение контактных сопротивлений

переключателей и разъемов, используемых в измерительной установке;

Rbx — входное дифференциальное сопротивление проверяемых ОУ.

Допустимые отклонения сопротивлений резисторов R1 и R2 должны быть в пределах ±0,5 %.

2 7. Значение сопротивления резистора Rz—R4 следует выбирать из условия

Ri

Pc. ,max + А^Уп-|-/(вл,и,п,тах|    вх.гпах \<к

вых.тах

(2)

где Uсм, max    максимальное значение напряжения (э. д. с.) сме

щения нуля ОУ;

Д£/п — значение изменения напряжения питания;

/Свл , н, п, max — максимальное значение коэффициента влияния нестабильности источников питания ОУ;

А/вх, max — максимальное значение разности входных токов ОУ;

U' вых.тах — максимальное значение выходного напряжения ВУБ.

Если совместно с условием (2) выполняется условие

I и

см,max

1+

Ri R<i

Ki+Rj

M

вх,тах|

10|Д£/П./С

вл,и,п,тах!)

(3)

то устройство DS из схемы измерительной установки исключают.

При наличии устройства DS дополнительно уточняют значение сопротивления резистора R3 — R4 исходя из условия

Ri

|АС/См+А£/П * Квл ,и,п,тах(4"^?з|А^вх,тах \<Уш

вых.тах

I,

(4)

где Д£/См — нескомпенсированный остаток напряжения (э. д. с.) смещения нуля ОУ.

Допустимые отклонения сопротивлений резисторов R3 и R4 должны быть в пределах ±0,5 % •

2.8. Значение сопротивления резистора Rs — Rg указывают в стандартах или технических условиях на ОУ конкретных типов. Допустимые отклонения сопротивлений резисторов R5 и R6 должны быть в пределах ±0,5 %•

Дополнительно устанавливают требование к допустимому неравенству сопротивлений резисторов R5 и R6

|*5-*6| <o,oi

AUn-K

вт ,-и ,п ,тп in

А/

вх ,ср

(5)

где Д/вх, ср — изменение среднего входного тока ОУ при изменении напряжения питания на ДUn.

Квл, и, п, mm — минимальное значение коэффициента влияния нестабильности источников питания на напряжение (э. д- с.) смещения нуля.

2.9. Устройство выборки и хранения DS должно обеспечивать компенсацию напряжения (э. д. с.) смещения нуля проверяемого ОУ и хранение напряжения выборки за время измерения. Дрейф выходного напряжения устройства DS не должен превышать

ШвЗ<0,01- —^2-—    •Хвл.и.п.тт-|^;-^|>    (6)

где AUds — дрейф выходного напряжения устройства DS\

AUд —Д£/*    — абсолютное значение изменения напряжения пи

тания ОУ.

Выходное сопротивление устройства DS должно удовлетворять условию

Rbb\x,DS <0,01*4,    (7)

где *Вых, ds — выходное сопротивление устройства DS.

2.10. Коэффициент усиления ВУБ выбирают из условия

100

к

уЛ.ш in

(8)

где Ку' и— коэффициент усиления ВУБ с введенной отрицательной связью. Коэффициент усиления ВУБ при разомкнутой обратной связи должен быть более 60 дБ; Ку,и,тт — минимальное значение коэффициента усиления ОУ.

2-11. Измерительные приборы и элементы, указанные в электрической структурной схеме, допускается заменять другими устройствами, выполняющими те же функции и обеспечивающими точность измерений, указанную в настоящем стандарте.

3. ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

3.1.    Подключают ОУ к измерительной установке.

3.2.    Подают напряжения на ОУ от источников постоянного на

пряжения G1 и G2 и на ВУБ от источника постоянного напряжения G5.

3.3.    При измерении коэффициента влияния нестабильности источников питания на напряжение смещения нуля коммутирующие устройства S1 и S2 разомкнуты, а при измерении коэффициента влияния нестабильности источников питания на э. д- с. смещения нуля замкнуты..

3.4.    Компенсируют устройством DS напряжение (э.д.с.) смещения нуля ОУ, для чего устройство DS (при коммутирующих устройствах S3 и S4 в положении 1) включают в режим выборки.

3.5.    Переводят устройство DS в режим хранения.

3.6.    При определении    положительного источника на

пряжения G1 переводят устройство коммутации S3 в положение 2.

3.7 От источника постоянного напряжения G3 подают положительное напряжение ДUn+ .

3.8.    Измеряют напряжение AU^+ измерителем PV2.

3.9.    Измеряют напряжение Ux\ на выходе ВУБ измерителем PV1.

3.10.    От источника постоянного напряжения G3 подают отрицательное напряжение ДU'n .

3.11.    Измеряют напряжение ДС/^- измерителем PV2.

3.12- Измеряют напряжение Ux2 на выходе ВУБ измерителем PV1.

3.13.    При определении ип отрицательного источника напряжения переводят устройство коммутации S3 в положение 1. a S4 — в положение 2,

3.14.    От источника постоянного напряжения G4 подают отрицательное напряжение ДU"a~ .

3.15.    Измеряют напряжение ALT- измерителем PV3.

3.16.    Измеряют напряжение U х3 на выходе ВУБ измерителем PV1.

3.17. От источника постоянного напряжения G4 подают положительное напряжение AU"+ .

3 18. Измеряют напряжение Д£/'+ 3.19. Измеряют напряжение С/*4

PV1.

измерителем PV3. на выходе ВУБ измерителем

3.20.    Для определения /Свл, и, п при одновременном изменении напряжений источников напряжения G1 и G2 переводят коммутирующие устройства S3 и S4 в положение 2.

3.21.    От источника постоянного напряжения G3 подают положительное напряжение Д£/„+ > а от источника G4—отрицательное

напряжение ДU    такого значения, чтобы соблюдалось условие

ш

'+

л и

п

(9)

3.22.    Измеряют напряжения AU и А£/" измерителями PV2 и PV3 соответственно*

3.23.    Измеряют напряжение ихь на выходе ВУБ измерителем PVL

3.24.    От источника постоянного напряжения G3 подают отрицательное напряжение AUn~ , а от источника G4 — положительное напряжение Д£/п"+ такого значения, чтобы соблюдалось условие

Д£Л

д и

"+

и:

и:

(10)

3.25.    Измеряют напряжения Д£/п'“ и AU измерителями PV2 и PV3 соответственно.

3.26.    Измеряют напряжение Ux& на выходе ВУБ измерителем PVL

Пр имечание. Выбор вида измерений коэффициента влияния (пп. 3.6— —3.19 илл пп. 3.29—3.26) —по стандартам и техническим условиям на ОУ конкретных типов.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Значение коэффициента влияния нестабильности положительного источника питания на напряжение (э.д.с) смещения нуля ОУ определяют по формуле

К

I

вл ,и »п

\Uxi-Vx*\

W + -hU'-\ •

(11)

4.2. Значение коэффициента влияния нестабильности отрицательного источника питания на напряжение (э. д. с.) смещения нуля ОУ определяют по формуле

к- „ =

ВЛ,и,п

Иг

^1+^8

хзхл\

(12)

4.3. Значение коэффициента влияния нестабильности источников питания на напряжение (э. д. с.) смещения нуля ОУ определяют по формуле

^    R,    \ихзхв\

Авл.и.п— Ri+Rs1AI/;+_A£/;-_Al,'-+At/;+1

5. ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

5.1. Погрешность измерения коэффициента влияния нестабильности источников питания без учета теплового и временного дрейфа, а также шумо-вых параметров проверяемого ОУ должна быть в пределах ±10 % с доверительной вероятностью не менее 0,997.

5 2. Суммарную погрешность измерения коэффициента влияния нестабильности источников питания на напряжение (э. д. с.) смещение нуля указывают в стандартах или технических условиях на ОУ конкретных типов.

5.3. Определение показателей точности измерения приведено в приложении 2.

ПРИЛОЖЕНИЕ I Справочное

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ О СООТВЕТСТВИИ ГОСТ 23089.7—83

СТ СЭВ 3411—81

ГОСТ 23089 7—S3 соответствует п. 3.3 СТ СЭВ 3411—81.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ВЛИЯНИЯ НЕСТАБИЛЬНОСТИ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ Hi*- НАПРЯЖЕНИЕ (а цс] сМЕ1ДЕНИЯ НУЛЯ

1. Коэффициент влияния нестабильности источШ'1КОВ питания на напряжение (э. д с) смещения нулИ определяют из уравнения

<{/«-£/**) [ 1+* ку,и К,U (!“ 2К^г)(,+ 2/С;с,сф )] =

= Ку,и Ky.Lt Квл,и,п(А ип~‘ьип)    2КоС>Сф )    [1 +

^с)

+

Шп-&ип

к

вл,и,п

(1)

где Ку ц ; К у и— коэффициенты усиления ОУ и соответственно,

/Сое сф ; Кос Сф“" коэффициенты ослабления сиНФазных входных напряжений ОУ и ВУБ соответственно;

д/ _ изменение среднего значения входного тока ОУ при изме-

вх ф ср

ненйи напряжения источник3 питания на значение AUв АС/„ *

К6=

Rc=

а=

R1

Ri^-Rt

R1 R,

Ri~\-Ra

+Rb

(2)

(31

(4)

При соблюдении условий:

а*у.и Ку,и

1

2^0С,Сф

1

2 К,

A Ib*,c*lRb-Rc) tfJn-AU'n

ос.сф

к

«1

«1:

I_

вл.и.п

«1

(5)

(6)

(7)

(8)

и с учетом алгебраических значений напряжений получаем формулу (И) настоящего стандарта для определения коэффициент# влияния нестабильности

источников питания.

Формулы (12) и (13) настоящего стандарта выводятся аналогично.

2. Составляющие суммарной погрешности измерения 2 1 Погрешность бь вызванную условием (5), определяют по формуле

Rx+R-

~rT~

к

(9)

где К у и min— минимальное значение коэффициента усиления ОУ;

KVju— коэффициент усиления ВУБ.

2 2 'Погрешность б2, вызванную условием (6), определяют по

Ж

формуле

(10)

ос,сф

2.3 Погрешность 53, вызванную дрейфом выходного напряжения устройст ва DS> определяют по формуле

AUn—AU

rr

п

r2    i

Rz~tR&    ^ЕЛ,И,П,Ш1П

(П)

где AL^S— дрейф выходного напряжения устройства DS за время измерения;

Квл н п — минимальное значение коэффициента влияния нестабильности источников питания проверяемых ОУ.

2 4 Погрешность 64, вызванную неравенством сопротивлений R ь и Rc > определяют по формуле

^вх.ср №b Rc)

AUn —A U

п

^вл,и,п,тт

(12)

а’де Д/    с — изменение среднего значения входного гока ОУ при изменении

напряжения питания на |ДUn —AUп |,

2 2 Погрешность 65, вызванную отклонением сопротивлений резисторов обратной связи R1 и R3 от номинального значения определяют по формуле

65=6 (~^r)<V2&R .    03)

где б ^ — относительная погрешность номинальных значений сопротивлений резисторов RI и R3.

2 б. Погрешность 6в, вызванную конечным значением Кос> Сф ОУ, определяют по формуле

^ су IS    •    ( 1 ^)

^ос, сф,тт

2.7. Погрешность измерения разности напряжений \U X\~U хъ\—67 определяют по формуле

Ь,~Ь\их1х2\.    (15)

2.8. Погрешность измерения разности напряжений    —Д^п t—опре

деляют по формуле

(16)

2.9. Погрешность 69, вызванную неточностью установки и поддержания напряжений источников напряжения G1 и G3 определяют по формуле

где К — коэффициент влияния неточности установки и поддержания напряжения G1 и G3;

бUn — суммарная погрешность установки напряжений источников питания.

2.10.    Погрешность бю, вызванная тепловым и временным дрейфом, оценивают для каждого конкретного типа ОУ.

2.11.    Погрешность бп, вызванную шумовыми параметрами проверяемого ОУ, оценивают статистической обработкой ряда измерений конкретных типов ОУ.

3. Суммарная погрешность

3.1. Суммарная погрешность измерения коэффициента влияния нестабильности источников питания должна быть в интервале, определяемом по формуле

6Э=1С6С/П,

(17)