集成運算放大器參數測試儀校準裝置的開發

　　校準裝置的硬件設計方案

　　校準方案覆蓋了市場上運放測試儀給出的大部分參數，其中包括輸入失調電壓、輸入失調電流、輸入偏置電流等10個參數。通過研究集成運放參數“閉環測試原理”可知：有的參數校準要用到“閉環測試回路”，有的直接接上相應的標準儀器進行測量即可實現對儀器的校準。對于用到“閉環測試回路”的幾個參數而言，主要通過補償電源裝置和模擬電源裝置來校準。運放測試儀總體校準方案如圖1所示。

　　圖1 運放測試儀總體校準框圖

　　1 校準電路設計

　　輸入失調電壓VIO的定義為使輸出電壓為零（或者規定值）時，兩輸入端所加的直流補償電壓。集成運放可模擬等效為輸入端有一電壓存在的理想集成運算放大器，校準原理如圖2所示。通過調節補償電源裝置給輸入一個與VIO電壓等量相反的電壓V補，輸入就可等效為V=VIO+V補=0，則被測集成運放與接口電路等效為一輸入失調電壓為零的理想運算放大器。然后，調節模擬電源裝置，給定模擬標準運放輸入失調電壓參數值。通過數字多用表讀數與被校運放測試儀測試值比較，計算出誤差值，完成VIO參數校準。

　　圖2 輸入失調電壓參數VIO校準原理圖

　　2 單片機控制電路設計

　　單片機采用AT89S51，這是一個低功耗、高性能CMOS 8位單片機，片內含可反復擦寫1000次的4kB ISP(In-system programmable) Flash ROM。其采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準MCS-51指令系統及80C51引腳結構，集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元。

　　本設計中，采用單片機控制信號繼電器來實現電路測試狀態轉換，信號繼電器選用的是HKE公司的HRS2H-S-DC5V，能夠快速完成測試狀態的轉換，只需單片機5V供電電源即可，便于完成參數的校準。此外，繼電器跳變由PNP三極管S8550來驅動完成。