[发明专利]一种多通道集成运算放大器性能参数在线测试系统

摘要

一种多通道集成运算放大器性能参数在线测试系统，它是由Agilent高精密电源、5V直流开关电源、SF124RH运算放大器、测试电路、控制信号输入与驱动电路、采集控制模块和PC端监控程序组成。它是通过切换单刀双掷开关用“辅助放大器测试法”和“简易反馈测试法”两种方式来测试运算放大器的输入失调电压、失调电流和偏置电流的性能参数。调试时，通过拨码开关设置电磁继电器的状态，从而测量所需数据；通过VB程序设置采集通道的次序和数据并保存。它能够满足将测试多个通道工作状态下的集成运算放大器电路中不同的性能参数在线自动采集的需求。目前该系统已经应用于集成运算放大器寿命评估技术研究实验中，运行稳定，效果显著。

主权项

一种多通道集成运算放大器性能参数在线测试系统，其特征在于：它是由Agilent高精密电源、5V直流开关电源、SF124RH运算放大器、测试电路、控制信号输入与驱动电路、采集控制模块和PC端监控程序组成；Agilent高精密电源为被测集成运算放大器提供10V的电压；5V直流开关电源为测试电路和采集控制模块供电；测试电路的输出端与采集控制模块的模拟输入端连接，采集控制模块的数字输出端与驱动电路连接为测试电路的电磁继电器提供信号，且采集控制模块通过USB2.0的电缆与PC端连接，并通过编写的VB程序进行在线测试系统的控制和数据的实时监控；其中电路中的拨码开关的作用是进行电路调试时，给继电器时序信号，VB程序通过采集控制模块输出时序信号，控制各个继电器的断开闭合，并在电路不同状态下采集输出端测量值，实现对运算放大器的测试；测量得到的数据被传回到监控程序进行程序数据处理并更新PC程序界面上的显示数据；所述Agilent高精密电源，是能够发生AB两路10V电压的电源设备，用于被测集成放大器供电；其中A+端和B+端为10V，A‑和B‑端为‑10V；当A+端和B‑端连接，或者A‑端和B+端连接时，为精密电源的零点位点；所述5V直流开关电源，是输入电压110V‑220VAC转换为输出电压5VDC，输出电流15ADC的电源设备，用于给测试电路和控制信号输入与驱动电路供电；所述SF124RH运算放大器，是采用双极工艺制作的单片集成电路，是一种低功耗四路运算放大器，内部由四个独立工作的低功耗运算放大器组成，其具有低失调、高增益、共模输入范围大、电源电压范围宽、内部频率补偿的特点，将其安装在芯片座上，便于运算放大器的保护和拆卸；所述测试电路，包括核心器件SF124RH运算放大器、SRD‑05VDC‑SL‑C电磁继电器、芯片座、若干陶瓷低感电容器、正向输入电阻、负向输入电阻、正向输入分流电阻、负向输入分流电阻、正向输入保护电阻和反馈电阻组成，其间关系是：将SF124RH运算放大器安装在芯片座上，其引脚2——1IN‑与负向输入电阻一端和电磁继电器的常闭端连接，引脚3——1IN+与正向输入电阻一端和电磁继电器常闭端连接，引脚1——1OUTPUT与引脚5——2IN+和单刀双掷开关常闭端连接，引脚6——2IN‑与GND连接，引脚7——2OUTPUT与单刀双掷开关常闭端连接，引脚14——4OUTPUT、引脚8——3OUTPUT、引脚13——4IN‑、引脚9——3IN‑连接，引脚12——4IN+和引脚10——3IN+连接，引脚4——VCC与Agilent高精密电源中的正极连接，引脚11——GND和Agilent高精密电源中的负极连接，构成运算放大器中的2通道做辅助放大器测1通道的性能参数的电路；反馈电阻的一端与单刀双掷开关常闭端和采集控制模块的模拟输入AI端连接，反馈电阻的另一端与电磁继电器的常闭端、负向输入分流电阻和负向输入电阻的另一端连接；正向输入分流电阻与电磁继电器常闭端、正向输入电阻的一端、正向输入保护电阻的一端连接，正向输入电阻、负向输入电阻、正向输入保护电阻并联接Agilent高精密电源的零电位点；继电器的一个线圈端与5V直流开关电源的正极相连，另一个线圈端与控制信号输入与驱动电路的ULN2803的输出端连接；运算放大器电源引出端各用一只0.1μF和10μF的电容器进行旁路并接地；该正向输入电阻和负向输入电阻是普通引线式电阻，电阻值为100Ω；该正向输入分流电阻和负向输入分流电阻是普通引线式电阻，电阻值为10kΩ；该反馈电阻是普通引线式电阻，电阻值为100kΩ；该电容为陶瓷低感电容，电容值为0.1μF和10μF，作用是去电源耦合；所述控制信号输入与驱动电路，是由ULN2803八路NPN达林顿连接晶体管阵、拨码开关和输入限流电阻组成；5V直流开关电源为ULN2803供电；输入限流电阻一端与5V直流开关电源连接，一端与拨码开关连接；采集控制模块的数字输入DO端和拨码开关与ULN2803输入端连接，用于驱动测试电路的电磁继电器来实现对多个参数的测量；该输入限流电阻是普通引线式电阻，电阻值为10kΩ；所述采集控制模块，是由有16个模拟输入通道，模拟量分辨率为12bit的USB‑4711A模块组成；故设计系统具有16个测试通道，包括16个通道的测试和工作电路，其切换通过控制电磁继电器的状态实现；该模块量程为从±1.25到±10V，并具备8个数字输入通道和8个数字输出通道；采集控制模块使用USB接口与PC连接，受PC端程序控制，用于控制测试电路的时序和试验样品在测试状态之间的切换，并将测试结果传回到PC端；使用数字输出通道通过ULN2803来驱动各个继电器，模拟通道则采集电平信号；所述PC端监控程序，是Visual Basic简称“VB”软件编写的程序；它包括系统设置界面和参数报表界面；该程序用于在线测试系统的控制和数据的实时监控；程序使用一个定时器，间隔一段时间通过采集控制模块输出的时序信号，控制各个继电器的断开闭合，并在电路不同状态下采集输出端测量值，实现对运算放大器的测试；测量得到的数据被传回到监控程序，程序处理数据时先按照各个参数与采集数据之间的换算公式计算出对应的参数值并存入数据库，然后更新程序界面上的显示数据。