Устройство для измерения коэффициента усиления аналоговых микросхем

 

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.