УДК 621.3.049.77.083 : 006.354 Группа 929
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТА НДА РТ С О Ю 3 А С С Р
МИКРОСХЕМЫ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ Методы измерения напряжения и э д с смещения нуля операционных усилителей и компараторов напряжения 1 2
Integrated circuits Methods of measuring 23089.3—83
the operational amplifiers and voltage comparators zero offset voltage and cmf
ОКП 62 31 CD
Срок действия с 01 01.84 до 01.01.94
Настоящий стандарт распространяется на операционные усилители (ОУ) и компараторы напряжения (КН) и устанавливает два метода измерения напряжения смещения нуля t/CM и э. д. с смещения нуля Ez№:
метод 1 — метод балансировки вспомогательным устройством (ВУБ);
метод 2 —метод с приведением напряжения на инвертирующем входе и нулю.
Общие требования к измерению и требования безопасности — по ГОСТ 23089.0-78.
Стандарт соответствует СТ СЭВ 3411—81 в части метода измерения напряжения смещения нуля (см. приложение 1).
(Измененная редакция, Изм. № 1).
1. ПРИНЦИП И УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИИ. МЕТОД 1
1.1. Метод основан на компенсации напряжения (э. д. с) смещения нуля с помощью вспомогательного устройства балансировки (ВУБ) и измерении напряжения на его выходе с последующим вычислением напряжения или э. д. с. смещения нуля.
1.2. Электрический режим и условия измерения должны соответствовать установленным в стандартах или технических условиях на ОУ или КН конкретных типов.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
ГОСТ 23089.3-83 С. 2
2. АППАРАТУРА. МЕТОД 1
2.1. Измерения следует проводить на установке, электрическая структурная схема которой приведена на черт. 1.
При измерении ОУ с одним входом резисторы R2 и R4 и комму-тационное устройство S2 исключают из структурной электрической схемы установки.
|
СЭ
R5 |
|
|
ДА — проверяемый КН или ОУ; А — вспомогательное устройство балансировки (ВУБ); Glt G2, G3 — источники постоянного напряжения; PVJ, PV2 — измерители постоянного напряжения; Rl, R5 — резисторы обр-ат ной связи; R2 — резистор, симметрирующий входные цепи; R3, R — резисторы; ai — инвертирующий вход, а2 — инвертирующий вход; SI, S2 — устройства коммутации |
Черт. 1
2.2. При измерении на измерительной установке, кроме Uсм. Ecu, параметров Ку, и и /Сос.сф допускается соединять проверяемый
КН или ОУ и вспомогательное устройство балансировки делите* лем, приведенным на черт. 2.
19
и /Вх2 • R2 при измерении параметра Есм, определяют по формуле (26)
где /Вх, max — максимальное значение среднего входного тока проверяемого ОУ или КН;
66— погрешность установления и поддержания напряжения покоя на выходе проверяемого ОУ или КН; ах — коэффициент влияния напряжения питания проверяемого ОУ или КН на измеряемый параметр; а2 — коэффициент влияния разности э. д. с в трактах передачи сигнала низкого уровня на измеряемый параметр;
аъ — коэффициент влияния эффективного выходного напряжения шумов проверяемого ОУ или КН на измеряемый параметр; а4 — коэффициент влияния температуры окружающей среды на измеряемый параметр; а5 — коэффициент влияния погрешностей произведений /вх-^з и /вх2-^4 или /вх1 • Rx и /Вх2*#2 на измеряемый параметр;
а6 — коэффициент влияния измерения напряжения покоя на выходе измеряемого ОУ или КН на измеряемый параметр.
От К\ до Кб — предельные коэффициенты, зависящие от закона распределения соответствующей погрешности от
6i до 6б
К1-К2-Кз-К4 = К6= 1,73,
К5=3.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ О СООТВЕТСТВИИ ГОСТ 23Q89.3—83 СТ СЭВ 3411—81
ГОСТ 23089 3—83 соответствует п 1 3 СТ СЭВ 3411—81. ПРИЛОЖЕНИЕ 2. (Исключено, Изм. № 1).
ГОСТ 23089 3—83 С 13
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 09.09.83 №4165
2. Срок проверки — 1992 г.
3. Стандарт соответствует СТ СЭВ 3411—81 в части метода измерения напряжения смещения нуля
4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД на который дани ссылки
ГОСТ 23089 0—78
6. Переиздание (декабрь 1991 г.) с Изменениями № 1, № 2, утвержденными в феврале 1986 г., августе 1989 г. (ИУС 6—86, 12—89)
7. Проверен в 1988 г. Срок действия продлен до 01.01.94 (Постановление Госстандарта СССР от 28.06.88 № 2428)
29
С 4 ГОСТ 23089 3—83
2.3. Источники постоянного напряжения G1 и G2 должна обеспечивать установление и поддержание напряжения питания, установленного в стандартах или технических условиях на ОУ или КН конкретных типов, с погрешностью в пределах ± 1 %.
2.4. Источник постоянного напряжения G3 должен обеспечивать установление и поддержание напряжения покоя на выходе проверяемого ОУ или КН, установленного в стандартах или технических условиях на КН или ОУ конкретных типов, с погрешностью в пределах ± 1 %.
Напряжение источника постоянного напряжения G3 выбирают из условия
при наличии делителя
1fer <!>
при отсутствии делителя
НСз=Нв, (2)
где t/оз — напряжение источника постоянного напряжения G3; Uо — напряжение покоя на выходе проверяемого ОУ или КН, установленного в стандартах или технических условиях на ОУ или КН конкретных типов.
Изменение напряжения источника G3 за время измерения не должно превышать значения
|^G3[^0,00ljt/CMfmm (3)
где AUgs — изменение напряжения источника G3;
Uсм> mm — минимальное значение напряжения смещения проверяемого ОУ или КН;
*У. и, mm — минимальное значение коэффициента усиления проверяемого ОУ или КН.
2.5. Погрешность измерителей PV1, PV2 должна быть в пределах ± 1 %.
2.6. Сопротивление резисторов и R2 выбирают из условий (4) и (4а)
100/?п,т„</?1<0>005/?В1И (4)
Rt=Ru (4а)
где Rn, max — максимальное значение контактных сопротивлений переключателей и соединителей, используемых в измерительной установке;
/?вх — входное дифференциальное сопротивление проверяемого ОУ или КН.
Допустимое отклонение сопротивления резисторов Rl я R2 должно быть в пределах ± 0,5 %.
20
2.7. Сопротивления резисторов R3 и R4 выбирают из условий (46) и (4в)
тгщ- ■ <4б>/?4=Яз, (4в)
где Rr — эквивалентное сопротивление источника сигнала, установленное в стандартах или технических условиях на ОУ или КН конкретных типов.
Допустимое отклонение сопротивления резисторов R3 и R4 должно быть в пределах ± 0,5 %.
2.8. Сопротивление резистора R5 выбирают из условия
где f/см, max — максимальное значение напряжения смещения нуля проверяемого ОУ или КН; и^ш тах — максимальное значение выходного напряжения ВУБ. Допустимое отклонение сопротивления резистора Rb должно быть в пределах ± 0,5 %.
2.9. Сопротивления резисторов R6 и R7 выбирают из условий (4д) и (4е)
Rg>Ru, (4д)
(4е)
где RH — сопротивление нагрузки проверяемого КН или ОУ, установленное в стандартах или технических условиях на ОУ или КН конкретных типов.
Допустимое отклонение сопротивления резисторов R6 и R7 должно быть в пределах ±0,5 %.
2.10. Коэффициент усиления вспомогательного устройства балансировки А выбирают из условия
где К' ц —коэффициент усиления вспомогательного устройства балансировки А.
Вспомогательное устройство балансировки А может быть исключено из схемы измерительной установки, при выполнении условия
Ку.и.mm>103. -&±±- . (4и)
2.11 Абсолютное значение напряжения смещения вспомога-
тельного устройства балансировки А должно соответствовать условию
|GCM|'S^0,005|£/cn,min | • /Су,(/.min > (4к)
где U'u —напряжение смещения вспомогательного устройства балансировки.
2.12. Значение разности э.д.с. трактов: а! — место соединения резисторов /?1, /?5 и а2 — общий проход должно соответствовать условию
£Х0,02|£СМ ,Ш|П |j (4л)
где Es — разность э.д.с. трактов;
Ecu,min — минимальное значение э.д.с смещения нуля проверяе мого ОУ или КН.
2.13. Измерительные приборы и элементы, указанные в элект рической структурной схеме (черт. 1), допускается устанавливать в других местах и заменять другими устройствами, обеспечивающими режимы и точность измерения, указанные в настоящем стандарте.
Разд. 2. (Измененная редакция, Изм. № 1).
3. ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИИ. МЕТОД 1
3.1. Подключают ОУ или КН к измерительной установке.
3.2. Подают напряжения на ОУ или КН от источников постоянного напряжения GG2, G3.
3.3. Замыкают устройства коммутации SI, S2 и измерителем постоянного напряжения PV2 измеряют напряжение Uxi.
3.4. Размыкают устройства коммутации 5/ и S2 и измерителем постоянного напряжения PV2 измеряют напряжение Ux2.
4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ. МЕТОД 1
4.1. Э.д.с смещения нуля Есм определяют по формуле
(5)
R1JrR-J xv
4.2. Напряжение смещения нуля t/CM определяют по формуле
(6)
Разд. 3, 4. (Измененная редакция, Изм. № 1).
5. ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ. МЕТОД 1
5.1. Показатели точности измерений напряжения и э.д.с. смещения нуля должны соответствовать установленным в стандартах
22
или технических условиях на ОУ или КН конкретных типов.
Граница интервала, в котором с доверительной вероятностью 0,997 находится погрешность измерения, определяют по формуле
где бr — допустимое отклонение сопротивления резисторов #1 и R5;
6pv2 — погрешность измерителя PV2;
6i — погрешность установления и поддержания напряжения питания проверяемого ОУ или КН; бг — погрешность сигнала на выходе проверяемого ОУ или КН от наличия разности э. д. с в трактах передачи сигнала низкого уровня; бз — погрешность сигнала на выходе проверяемого ОУ или КН от наличия эквивалентного выходного напряжения шумов проверяемого ОУ или КН;
64—погрешность установления и поддержания температуры окружающей среды;
65 — погрешность выделения произведений /Вх1*Рз и /Вх2*#4 при измерении параметра UCM> определяют по формуле (9) или погрешность выделения произведений 7BXi • Ri и /Вх1-Т?2 при измерении параметра ЕСи, определяют по формуле (10)
(Ю)
где /вх, max — максимальное значение среднего входного тока проверяемого ОУ или КН;
66 — погрешность сигнала на выходе ВУБ от наличия на
пряжения смещения ВУБ;
67 — погрешность суммирования сигналов на входе ВУБ
определяют по формуле
«а
(П)
ai — коэффициент влияния напряжения питания проверяемого ОУ или КН на измеряемый параметр; а2 — коэффициент влияния разности э. д. с в трактах передачи сигнала низкого уровня на измеряемый параметр,
а3 —коэффициент влияния эффективного выходного напряжения шумов проверяемого ОУ или КН на измеряемый параметр;
а4 — коэффициент влияния температуры окружающей среды на измеряемый параметр;
а5 — коэффициент влияния погрешности произведений /BXi X X Rz и /вх2 ■ Ra или /ВХ1 • Ri и /вх2-#2 измеряемый параметр;
а6 — коэффициент влияния напряжения смещения ВУБ на измеряемый параметр;
а7— коэффициент влияния погрешности суммирования сигналов на входе ВУБ на измеряемый параметр.
От К\ до /С7— предельные коэффициенты, зависящие от закона распределения соответствующей погрешности от 61 до 67. Кг = К2 = Кг = Ка = К5 = KQ = К? = 1,73; *з = 3.
(Измененная редакция, Изм. №1,2).
6. МЕТОД 23
6.1. Принцип и условия измерения
6.1.1. Метод основан на компенсации напряжения или э. д. с. смещения нуля ОУ или КН, включенных по схеме с отрицательной обратной связью по напряжению с помощью устройства выборки и хранения с последующим измерением напряжения компенсации и вычислением напряжения или э. д.с. смещения нуля.
6.1.2. Электрический режим и условия измерения должны соответствовать установленным в стандартах или технических условиях на ОУ и КН конкретных типов.
6.2. Аппаратура
6.2.1. Измерения следует проводить на установке, электрическая структурная схема которой приведена на черт. 3.
6.2.2. Источники постоянного напряжения G1, G2 и измеритель PV2 должны соответствовать требованиям пп. 2.3 и 2.5.
6.2.3. Сопротивления резисторов RI и R2 выбирают из условий (12) и (13)
Л/вх,шах •^?1'^0>01^см,ш1п | (12)
Ri=R„ (13)
где А/вх, max — максимальное значение разности входных токов проверяемого ОУ или КН;
£см, min — минимальное значение э. д. с. смещения нуля проверяемого ОУ или КН.
DA — проверяемый'КН или ОУ, С/ и G2 - источники постоянного напряжения; DS — устройство выборки И хране ния; PV2 — измеритель постоянного напряжения; Rt> R5 — резисторы делителя напряжения DS; R2, R3, R4 — резисторы, at — инвертирующий вход; а2 — неинвертирующий вход; SI и S2 — устройства коммутации
Черт. 3
Допустимое отклонение сопротивления резисторов /?1 и R2 должно быть в пределах ± 0,5 % •
6.2.4. Сопротивления резисторов R3 и R4 выбирают из условий (14) и (15)
R-i—Rr—R 2, (14)
(15)
где Rr — эквивалентное сопротивление источника сигнала, установленное в стандартах или технических условиях на ОУ или КН конкретных типов.
Допустимое отклонение сопротивления резисторов R3 и R4 должно быть в пределах ± 5 %.
6.2.5. Сопротивление резистора Rb выбирают из условий (16) и (17)
Pi в
где (Jds, шах — максимальное выходное напряжение устройства DS;
£см, max — максимальное значение э. д. с. смещения нуля проверяемого ОУ или КН;
U0 — напряжение покоя на выходе проверяемого ОУ или КН, установленное в стандартах или технических условиях на ОУ или КН конкретных типов;
Ку,и,тт — минимальное значение коэффициента усиления проверяемого ОУ или КН.
Допустимое отклонение сопротивления резистора R5 должно быть в пределах ± 0,5 %.
6.2.6. Устройство выборки и хранения DS должно обеспечивать установление напряжения покоя на выходе и компенсацию напряжения смещения нуля проверяемого ОУ или КН и хранение напряжения выборки на время измерения.
Максимальное выходное напряжение устройства выборки и хранения DS должно соответствовать условию
\UDS,m*y\>B- ■-£**- (18)
Изменение выходного напряжения устройства выборки и хранения DS за время измерения не должно превышать значения
|WOsl<0,001- -1^ъ~ -Р\, (19)
где ДUds — изменение выходного напряжения устройства DS\
U — напряжение или э. д. с. смещения нуля проверяемого ОУ или КН.
6.2.7. Значения разности э. д. с. трактов: al — место соединения резисторов R2, R3 и а2— общий провод — должны соответствовать условию
£5<0,02|£ш>тш|, (20)
где Es — разность э. д. с. трактов.
6.2.8. Измерительные приборы и элементы, указанные в элект
рической структурной схеме (черт. 3), допускается ) станавливать в других местах и заменять другими устройствами, обеспечивающими режимы и точность измерения, указанные в настоящем
стандарте.
6.3. Подготовка и проведение измерений
6.3.1. Подключают ОУ или КН к измерительной установке.
6 3.2. Подают напряжение на ОУ или КН от источников постоянного напряжения Ши G 2.
6.3.3. Компенсируют устройством DS напряжение на выходе проверяемого ОУ или КН до значения покоя, для чего устройство включают в режим выборки
6.3.4. Переводят устройство DS в режим хранения.
6.3.5. Измеряют напряжение Uxi на выходе устройства DS измерителем постоянного напряжения PV2.
6.3.6. Переводят устройство DS в режим выборки.
6.3.7. Замыкают устройства коммутации 51 и 52.
6.3.8. Переводят устройство DS в режим хранения.
6.3.9. Измеряют напряжение Ux2 на выходе устройства DS измерителем постоянного напряжения PV2.
6.4. Обработка результатов
6.4.1. Э. д. с. смещения нуля £*см определяют по формуле
|
6.4.2. Напряжение смещения нуля С/см определяют по формуле |
|
(22)
6.5. Показатели точности измерений 6.1—6.5. (Введены дополнительно, Изм. № 1).
6.5.1. Показатели точности измерений напряжений э. д. с. и смещения нуля должны соответствовать установленным в стандартах или технических условиях на ОУ или КН конкретных типов.
Границы интервала, в котором с доверительной вероятностью 0,997 находится погрешность измерения, определяют по формуле
|
|
где 6r — допустимое отклонение сопротивления резисторов R1
и R5\ |
6pv2 — погрешность измерения PV2;
61 — погрешность установления и поддержания напряжения
питания проверяемого ОУ или КН;
62 — погрешность сигнала на выходе проверяемого ОУ или
КН от наличия разности э. д. с. в трактах передачи сигнала низкого уровня;
63 — погрешность сигнала на выходе проверяемого ОУ или
КН от наличия эквивалентного выходного напряжения шумов проверяемого ОУ или КН;
64 — погрешность установления и поддержания температуры
окружающей среды;
65 — погрешность выделения произведений /ВХ1-/?з kIbxz-Ra
при измерении параметра Ucvl, определяют по формуле (25) или погрешность выделения произведений hxi'Ri
1
Издание официальное
2
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен без разрешения Госстандарта СССР
3
Применяют для измерения микросхем на установках, разработанных до 01.01.82.
