УДК 621.3.049.77.083:006.354    Группа    Э29

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

МИКРОСХЕМЫ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ

Метод измерения времени установления выходного напряжения операционных усилителей Integrated circuits. Method of measuring the operational amplifiers output voltage settling time

ОКП 62 3100

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

с 01.01.84

Проверен в 1988 г. Постановлением Госстандарта СССР от 28.06.88 № 2429 срок действия продлен

до 01.01.94

Настоящий стандарт распространяется на операционные усилители (ОУ) и устанавливает метод измерения времени установления выходного напряжения ?_уст.

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

Стандарт соответствует СТ СЭВ 3411—81 в части метода измерения времени успокоения выходного напряжения (см. приложение 1).

1. ПРИНЦИП И УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЯ

1.1.    Метод основан на измерении интервала времени /_уст от момента пересечения входным импульсным напряжением ОУ уровня отсчета 0,5 L'_Bx, ci до момента последнего пересечения переходным процессом на вершине выходного напряжения ОУ уровня отсчета U_Bых+е или U_Bblx—е, где £/_BX,oi — амплитуда входного прямоугольного импульса; и_вых — у:тановившееся значение выходного напряжения ОУ; ±в — граничные значения зоны допустимого отклонения.

1.2.    Параметр t_ycT измеряют в схеме инвертирующего усилителя с отрицательной обратной связью с коэффициентом усиления

Издание официальное ★

Переиздание. Декабрь 1991 г.

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен без разрешения Госстандарта СССР

Ay, t/,oc=l при положительном и отрицательном входном импульсном напряжении.

1.3.    Значения е задают в процентах от установившегося значения выходного напряжения ОУ и они должны выбираться из ряда: ± 1,00; ± 0,10; ± 0,01 % U_aЫх-

1.4.    Электрический режим (напряжение питания U_a, сопротивление и емкость нагрузки 7?_я и С_н) и условия измерения должны соответствовать установленным в стандартах или технических условиях на ОУ конкретных типов.

2. АППАРАТУРА

2.1. Электрическая структурная схема измерительной установки приведена на черт. 1.

источники постоянного напряжения; Р — измеритель; Rl, R2 и R3 — резисторы делителей напряжения; R4 — резистор нагрузки ОУ; CI и С2 — шунтирующие конденсаторы; СЗ — конденсатор нагрузки ОУ; S — устройство коммутации; а1 ~ инвертирующий вход; а2 — неинвертирующий вход. Элементы цепей коррекции не указаны

Черт. 1

2.2. Генератор <31 должен обеспечивать установку и поддержание следующих параметров прямоугольных положительных и отрицательных импульсов.

2.2.1. Амплитуда импульсов должна обеспечивать получение на выхсде ОУ максимальных выходных напряжений U\_ых, _ma!t и

48

ГОСТ 23089.6-8» С. 3

U-вых, max, установленных в стандартах или технических условиях на ОУ конкретных типов и при этом ОУ должен работать в линейном режиме.

Погрешность установки амплитуды импульсов должна быть в пределах ±5 %.

2.2.2. Длительность фронта ti должна удовлетворять условию

ГДе tuap

время нарастания выходного напряжения ОУ.

2.2.3.    Длительность импульсов тг должна удовлетворять условию

т₂>5г_усп.    (2)

2.2.4.    Время установления тз импульса генератора должно удовлетворять условию

т,<    .    (3)

2.2.5.    Выбросы на импульсах должны быть в пределах ±5 % от амплитуды импульсов.

2.2.6.    Частота следования импульсов f должна удовлетворять условию

<⁴>

2.2.7.    Значения перечисленных параметров генератора должны быть установлены в стандартах или технических условиях на ОУ конкретных типов.

2.3.    Источники постоянного напряжения G2 и G3 должны обеспечивать установку и поддержание напряжений питания с погрешностью в пределах ±2 %.

2.4.    Измеритель Р должен обеспечивать измерение интервалов времени при нарастании положительного и отрицательного выходных напряжений ОУ (черт. 2) с погрешностью по напряжению б и в пределах ±(10 % |е|+0,4 мВ) и погрешностью по времени бt в пределах ±5 % f_ycT с доверительной вероятностью 0,997.

Способы построения измерителей времени установления выходного напряжения ОУ приведены в справочном приложении 2.

2.5.    Сопротивления резисторов Rl, R2 и R4 следует выбирать из условий

Ri^> 10/?вых,о1 5    (5)

^?2+^вых,й1 =^₁,    (6)

где /?„ых 01 — выходное сопротивление генератора G1.

Сопротивление резистора R« равно сопротивлению параллельного соединения резисторов Rl, R4 и R_bx,t>, где R**,p — входное

49

0,5U_BxtG1

г

сопротивление измерителя Р. При этом сопротивление резистора RI следует выбирать так, чтобы постоянная времени входной цепи ОУ Твх была на порядок меньше, чем время нарастания ОУ:

(7)

(8)

(9)

где Свх, da — входная емкость ОУ;

С_п 1 — паразитная емкость монтажа входной цепи ОУ.

2.6. Сопротивление резистора R3 следует выбирать из условия

(10)

2.7.    Сопротивление резисторов R1~R4 следует указывать в стандартах или технических условиях на ОУ конкретных типов и допустимое отклонение их должно быть в пределах ±0,5 %.

2.8.    Емкости конденсаторов С1 и С2 должны обеспечивать на питающих выводах ОУ пульсацию напряжений не более значений, установленных в стандартах или технических условиях на ОУ конкретных типов, во всей полосе пропускания ОУ.

50

ГОСТ 23089.6-83 С. 5

2.9.    Емкость конденсатора СЗ следует выбирать из условия

С₃=С_Н Сп₃ С_Вх,р,    (11]

где С_П2 — паразитная емкость монтажа выходной цепи ОУ;

С_вх,р — входная емкость измерителя с учетом емкости соединительного кабеля.

Допустимое отклонение емкости конденсатора СЗ должно быть в пределах ±2 %.

2.10.    Значения сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов цепей фазо-частотной коррекции ОУ должны быть указаны в стандартах или технических условиях на ОУ конкретных типов.

3. ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

3.1.    Подключают ОУ к измерительной установке.

3.2.    Подают на ОУ напряжения питания от источников G2 и

G3.

3.3.    Подают от генератора G1 через резистор R2 на инвертирующий вход ОУ входные прямоугольные импульсы.

3.4.    Измеряют измерителем Р время установления t_ycт от момента пересечения входным сигналом уровня 0,5 U_BX, gi (переключатель 5 в положении 1) до момента последнего пересечения входным напряжением ОУ уровней отсчета £/_Вых-Ье или t/вы*—е (переключатель S в положении 2).

4. ПОКАЗАТЕЛИ точности измерений

4.1. Погрешность измерения времени установления выходного напряжения ОУ должна быть в пределах ± 10 % с доверительной вероятностью 0,997.

Определение показателей точности измерения приведено в приложении 3.

51

С. 6 ГОСТ 23089.6-83

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Справочное

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ О СООТВЕТСТВИИ ГОСТ 23089 6—83 СТ СЭВ 3411—81

ГОСТ 23089 6—83 соответствует п 17 СТ СЭВ 3411—81

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Справочное

СПОСОБЫ ПОСТРОЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ВРЕМЕНИ УСТАНОВЛЕНИЯ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ОУ

Измерители времени успокоения выходного напряжения строят двумя способами

1- й способ — выделение переходного процесса с помощью алгебраического сложения на резистивном делителе входного и выходного напряжении проверяемого ОУ, включенного по схеме инвертирующего усилителя с отрицательной обратной связью с коэффициентом усиления К_у v, ос — 1. В этом случае выделяют переходный процесс на уровне нуля, а его исследуют и измеряют /_уСт приборами широкого применения (осциллографами) или измерителями динамических параметров,

2- й способ — дифференциально-интегральный, заключающийся в определении значений заряда, проходящего через конденсатор в течение времени от исследуемой точки переходного процесса до установившегося значения выходного напряжения ОУ.

52

ГОСТ 23089 6—83 С. 7

ПРИЛОЖЕНИЕ * Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ УСТАНОВЛЕНИЯ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ОУ

1 Составляющие суммарной погрешности измерения

1.1. Относительную инструментальную погрешность 6р измерителя Р определяют по формуле

бр \/~ б^-|-б^ ,    (1)

где б ц — относительная погрешность, вызванная погрешностью формирования временного интервала по заданным уровням 0,5£/_вхС1 и U_BЫ\ ±е,

б* — относительная погрешность, вызванная погрешностью измерения временного интервала ty_Cт •

Значения Ьц и 6/ указаны в п 24 настоящего стандарта

1.2. Относительная методическая погрешность бмет состоит из следующих составляющих

1,2 1 Погрешность 6i, вызванная влиянием длительности фронта ti входного импульса

1.2    2 Погрешность 62, вызванная неточностью установки и поддержания напряжений питания U _п проверяемого ОУ

12.3 Погрешность 63, вызванная конечным значением коэффициента усиления /(у, и, ос ^схемы включения ОУ.

1.2    4. Погрешность б₄, вызванная отклонением емкости нагрузки С_н проверяемого ОУ

1.2    5 Погрешность 65, вызванная отклонением элементов фазо-частотной коррекции ОУ.

12.6 Составляющую погрешности б_г (i=l, 2,    ,    5)    определяют    по    фор

муле

гдеД/_уст^ — абсолютное значение изменения времени успокоения выходного напряжения ОУ, вызванное отклонением соответствующего параметра по пп. 1.2.1—1.2.5 настоящего приложения;

^уст.тш — минимальное значение времени успокоения выходного напряжения ОУ.

1.3. Суммарную методическую погрешность 6_{мет s} определяют по формуле

^мет,2⁼— 'V    ^2+^3+^4+^5 *    (³)

2. Суммарная погрешность измерения

2.1. Суммарную погрешность измерения времени успокоения выходного напряжения ОУ определяют по формуле

i; У&р+Ь£_еТ(2 .    (4)

53