УДК 621 3.049.77.083 006 354 Группа Э29
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
МИКРОСХЕМЫ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ Метод измерения входных токов и разности входных токов операционных усилителей и компараторов напряжения
Integrated circuits Method of measuring the input currents and input bias current of operational amplifiers and voltage comparators
ОКП 62 3100
Срок действия с 01 01 84 до 01 01 94
Настоящий стандарт распространяется на усилители операционные (ОУ) и компараторы напряжения (КН) и устанавливает метод измерения входных токов /вхь /Вх2, среднего входного тока /Вх и разности входных токов А/вх.
Общие требования к измерению и требования безопасности — по ГОСТ 23089.0-78.
Стандарт соответствует СТ СЭВ 3411—81 в части метода измерения входного тока и разности входных токов (см. приложение 1).
(Измененная редакция, Изм. № 1).
1 ПРИНЦИП И УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЙ
I. 1. Метод основан на компенсации падения напряжения от входных токов на резисторах определенного значения, которое устанавливают в стандартах или технических условиях на ОУ или КН конкретных типов, вспомогательным устройством балансировки (ВУБ) и измерении напряжения на его выходе с последующим вычислением входных токов
1 2. Электрический режим и условия измерения должны соответствовать установленным в стандартах или технических условиях на ОУ или КН конкретных типов.
II, 12. (Измененная редакция, Изм. № 1).
Издание официальное ★
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен без разрешения Госстандарта СССР
ГОСТ 23089.4-83 С. 2
2 АППАРАТУРА
2.1. Измерения следует проводить на установке, электрическая структурная схема которой приведена на черт. 1.
При измерении ОУ с одним входом резисторы R2, R4, R6 уст-ройство коммутации S2 и устройство выборки и хранения DS исключают из структурной электрической схемы установки.
|
|
DA — проверяемый КН шли ОУ, Л — вспомогательное устрой ство балансировки (ВУБ), Gl, G2, G3 — источники постоянного напряжения, DS — устройство выборки и хранения, PV1, PV2 — измерители посюянного напряжения, Rl, R2, R5, R6 — резисторы делителей напряжения; R3. R4 — токосъемные резисторы, Si, S2 — устройства коммутации, а1 — инверги рующий вход, а2 — неинвертирующий вход |
Черт. 1
2.2. При измерении по измерительной установке кроме hxi, 1м, /вх, А/вх параметров Ку и, /Сос.сф допускается соединение проверяемого ОУ или КН и вспомогательного устройства балансировки делителем, приведенным на черт. 2.
31
С. И ГОСТ 23089.4-83
ков постоянного напряжения Gl, G2; а\ (а2) источники напряжения управления устройствами коммутации S1 и S2;
66 — погрешность сигнала на выходе проверяемого ОУ или
КН от наличия эквивалентного выходного напряжения шумов проверяемого ОУ или КН;
67 — погрешность установления и поддержания температу
ры окружающей среды; бв — для измерения с токосъемными резисторами — погрешность сигнала на входе проверяемого ОУ или КН от наличия термо-э.д. с замкнутых контактов устройств коммутации 51, 52, а для измерения с интегрирующими конденсаторами — погрешность установления и поддержания времени интегрирования t„; а\ — коэффициент влияния напряжения питания проверяемого ОУ или КН на измеряемый параметр; а2 — коэффициент влияния напряжения покоя на выходе проверяемого ОУ или КН на измеряемый параметр; аЗ — коэффициент влияния погрешности произведений IbxvRs) 7вх2 • ^?4‘,
Ibxj* -1" и /ВХ2- ,1й- на измеряемый параметр;
а4 — коэффициент влияния погрешности суммирования сигналов на входе ВУБ на измеряемый параметр; аЪ — коэффициент влияния наличия токов утечки на измеряемый параметр;
аб — коэффициент влияния эквивалентного выходного напряжения шумов проверяемого ОУ или КН на измеряемый параметр;
а7 — коэффициент влияния температуры окружающей среды на измеряемый параметр; а8 — для измерения с токосъемными резисторами — коэффициент влияния наличия термо-э. д. с замкнутых контактов устройств коммутации 51, S2 на измеряемый параметр, а для измерения с интегрирующими конденсаторами — коэффициент влияния времени интегрирования tn на измеряемый параметр.
От К\ до К& — предельные коэффициенты зависящие от закона распределения соответствующей погрешности от 6t до 6в.
Кг = К2 = Кз = Кв = Кб - Кт - Къ = 1,73
к4 = з
(Измененная редакция, Изм. №1,2)
ГОСТ 23089.4-83 С. 12
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Справочное
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ О СООТВЕТСТВИИ ГОСТ 23089 4—83 СТ СЭВ 3411—81
ГОСТ 23099 4—83 соответствует п 2 3 СТ СЭВ 3411—81 ПРИЛОЖЕНИЕ 2. (Исключено, Изм. № 1).
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 09.09.83 № 4165
2. Срок проверки — 1992 г.
|
рения входного тока и разности входных токов
4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕН- |
|
ТЫ |
|
Обозначение НТД на который дана ссыпка |
Но\кр пункта |
|
ГОСТ 23089 0—78 |
Вводная часть |
|
3. Стандарт соответствует СТ СЭВ 3411—81 в части метода изме
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 № 2429)
2.3. Источники постоянного напряжен*.
печивать установление и поддержание на^ G1 и G2 должны обес-в стандартах или технических условиях движения, установленного типов, с погрешностью в пределах ±1 %. ОУ или RH конкретных
2.4. Источник постоянного напряжение
установление напряжения покоя на вых(* G3 должен обеспечивать КН, установленного в стандартах или те^ле проверяемого ОУ или или КН конкретных типов, с погрешносуических условиях на ОУ Напряжение источника постоянного в пределах ±1 %•
из условия: Спряжения G3 выбирают
при наличии делителя
и.
(1)
напряжение источника постое напряжение покоя на выходе 1*Нного напряжения G3; установленное в стандартах Доверяемого ОУ или КН, на ОУ или КН конкретных типДи технических условиях при отсутствии делителя
<-'03=<-V
Измерение напряжения источника G3 должно превышать значения
IAG сз|^0,001 in |Л» • Ку.
где AUаз — изменение напряжения иcтoчн^^/’min,
А/Вх, min — минимальное значение разно ка G3;
веряемого ОУ или КН; ти входных токов про-
Ку, и, min — минимальное значение коэфс
веряемого ОУ или КН. 1>ициента усиления про-
2.5. Погрешность измерителей PVI, PV
лах ± 1 % • 2 должна быть в преде-
2.6. Сопротивление резисторов R1 и R
(4) и (5) 2 выбирают из условий
100 R п,тах
</?,< 0,0057?,
R =/? вх>
D (5)
где ап> шах — максимальное значение ко х 7
и соединителей, используемых^тактных сопротивлений
новке; в измерительной уста-
Rbx — входное дифференциальное
мого ОУ или КН. :опротивление проверяе-
Допустимое отклонение сопротивления
жно быть в пределах ±0,5 %. резисторов RI и R2 дол-
2.7. Сопротивление резистора R3 выбир
/?з<0,01/?вх.сф,тш, ают из условия
<2!
за время измерения не
(3)
ГОСТ 23089.4-83 С. 4
при этом оно должно соответствовать условию (7) при наличии устройства DS
тшг +s+ w;] • i7)
а при отсутствии устройства DS условию
[ |Uewl+£+ ^L_] ■ ^(8)
где Rax, сф,ш!п — минимальное синфазное входное сопротивление проверяемого ОУ или КН;
ДUds — абсолютная погрешность выборки и изменение выходного напряжения устройству DS;
Б — произведение |/Bxi," max* R3\ ИЛИ |/вх2 , max* |»
/вхь max' /вх2, max — максимальные значения входных токов прове-ряемого ОУ или КН; m ах — максимальное значение выходного напряжения ВУБ;
IU спдх — МВЯСИМВЛЪНОВ ЗЯЗ ЧВЯЯВ ^элряжвяяя смвщ&яяя проверяемого ОУ или КН.
Допустимое отклонение сопротивления резистора R3 должно быть в пределах ± 0,5 %.
2.8. Сопротивление резистора R4 выбирают из условия
R*=R,. (9)
Допустимое отклонение сопротивления резистора R4 должно быть в пределах ±0,5 %.
Допустимый относительный разброс токосъемных резисторов должен соответствовать условию
<0,01 |^/вх:—
^ВХ.ГПЙХ
где Iвх, max — максимальное значение среднего входного тока проверяемого ОУ или КН.
2.9. Сопротивление резистора R5 выбирает из условий (7) или
(8).
Допустимое отклонение сопротивления резистора R5 должно быть в пределах ±0,5 %.
Rt .. Wсм .maxi
Ri+R» I^DS.maxI
2.10. Сопротивление резистора R6 выбирают из условия
(Юа)
где Uos, max — максимальное выходное напряжение устройства DS.
Допустимое отклонение сопротивления резистора R6 должно быть в пределах ±0,5 %.
2 За к. 2359
2.11. Сопротивление резисторов R7 и R8 выбирают из условий (106) и (10в)
ЯТ>Я„, (Юб)
Я8=Я„ (Юв)
где Ян — сопротивление нагрузки проверяемого ОУ или КН, установленное в стандартах или технических условиях на ОУ или КН конкретных типов.
Допустимое отклонение сопротивления резисторов R7 и R8 должно быть в пределах ±0,5 %.
2.12. Коэффициент усиления вспомогательного устройства балансировки А выбирают из условия
где К'у и — коэффициент усиления вспомогательного устройства балансировки А.
Коэффициент усиления вспомогательного устройства балансировки А при разомкнутой обратной связи должен быть более 60 дБ.
Вспомогательное устройство балансировки А может быть исключено из схемы измерительной установки при выполнении условия
2 13. Устройство выборки и хранения DS должно обеспечивать 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
|tWax|>|i/cM,maxl (Юв)
Изменение выходного напряжения устройства выборки и хранения DS за время измерения не должно превышать значения
№sK<0,001 -|/min| R„ (Юж)
где I mm — минимальное значение одного из параметров /Вхь /в*г» Д/вх проверяемого ОУ или КН.
Устройство выборки и хранения DS и резистор R6 могут быть исключены из схемы измерительной установки при выполнении условия
Г |(/см,тах| + £+ 1 • *±Е:
ГОСТ 23089.4-83 С. 6
2.14. Значение термо-э. д. с замкнутых контактов устройств коммутации SI, S2 должно соответствовать условию
£,< |ЛrSir1- . ЦОк)
где Es — значение термо-э. д. с замкнутых контактов устройств коммутации 51, S2;
2.15. Точки утечки между точками: al (а2) — общий провод, al (a2) — места подключения источников постоянного напряжения <31, G2; al (a2) — источники напряжения управления устройствами коммутации 51 и S2 должны быть в пределах ± 1 % минимального входного тока проверяемого ОУ или КН.
2.16. Измерительные приборы и элементы, указанные в электрической структурной схеме (черт. 1), допускается устанавливать в других местах и заменять другими устройствами, обеспечивающими режимы и точность измерения, указанные в настоящем стандарте.
2.17. Для измерения входных токов нано- и пикоамперного диапазонов следует резисторы токосъемные ^3 и R4 заменить интегрирующими конденсаторами С1 и С2 соответственно и изменить следующие требования к элементам структурной схемы (черт. 1).
2.17.1. Изменение напряжения источника G3 за время измерения не должно превышать значения
|
(^ез|<-0,001|А/ВХ(тт| 'В *Ку, и,тт> |
(Юл) |
|
в- '■ . |
(Юм) |
|
|
(Юн) |
где <и — время интегрирования входных токов проверяемого ОУ или КН;
г>_
Ь--2 •
Is, max — максимальное время срабатывания устройств коммутации 51, 52.
2.17.2. Измеритель PV2 должен обеспечивать преобразование скорости нарастания напряжения на его входе в напряжение посто-янного тока Ux или во временной интервал tx и измерять эти значения.
Погрешность коэффициента преобразования Кп должна быть в пределах ±2 %.
Погрешность измерения напряжения постоянного тока или временного интервала должна быть в пределах ±1 %.
2.17.3. Емкость конденсатора С1 выбирают из условия
С^ЮОСм, (10п)
35
где Си — монтажная емкость между точками а 1 (а2) и общим проводом.
При этом должны удовлетворять условия (7) и (8), где Б — произведение |/Bxl,max- —рг— |ИЛИ|/Вх2,тах I-
Допустимое отклонение емкости конденсатора С1 должно быть в пределах ±1 %.
2.17.4. Емкость конденсатора С2 выбирают из условия
Са=С1. (Юр)
Допустимое отклонение емкости конденсатора С2 должно быть в пределах ±1 %.
Допустимый относительный разброс емкостей конденсаторов С1 и С2 с учетом шунтирующих или монтажных емкостей должен соответствовать условию
Cl7-^- <0,02 —,Ь"|2| - . (lCc)
L 'вх,тах
2.17.5. Сопротивление резистора R5 выбирают из условий (7) и (8) с произведением Б по п. 2.17.3.
Допустимое отклонение сопротивления R5 должно быть в пределах ±0,5 %.
2.17.6. Изменение выходного напряжения устройства выборки и хранения DS за время измерения не должно превышать значения
№s| <0,001 -\Inun\-B. (Ют)
Устройство выборки и хранения DS и резистор R6 могут быть исключены из схемы измерительной установки при выполнении условия (10и) с произведением Б по п. 2.17.3.
Разд. 2. ( Измененная редакция, Изм. № 1)
3. ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ
3.1. Подключают ОУ или КН к измерительной установке.
(Измененная редакция, Изм. № 1)
3.2. Устанавливают устройства коммутации S1 и S2 в положение 2.
3.3. Подают напряжение от источников постоянного напряжения Gl, G2 и G3.
3.4. Компенсируют устройством DS напряжение на выходе проверяемого ОУ или КН до значения напряжения покоя, для чего устройство DS включают в режим выборки. При этом устанавливается напряжение Ux\, которое измеряют измерителем постоянного напряжения PV2.
36
ГОСТ 23089.4-83 С. Я
При отсутствии устройства DS измеряют напряжение Uxi измерителем постоянного напряжения PV2.
(Измененная редакция, Изм. № 1)
3.5. Переводят устройство выборки и хранения в режим хранения.
3.6. Устанавливают устройство коммутации S1 в положение 1 (52 в положение 2) и измеряют напряжение Ux2 (или временной интервал txi) измерителем PV2.
3.7. Устанавливают устройства коммутации 51 в положение 2Г S2 в положение 1 и измеряют напряжение Uxз (временной интервал tx2) измерителем PV2.
3.8. Устанавливают устройство коммутации S1 в положение 1 (S2 положение 1) и измеряют напряжение Ux4 (временной интервал txj) измерителем RV2.
3.6—3.8. (Измененная редакция, Изм. № 1).
4.1. Значение входного тока ОУ или КН по инвертирующему входу определяют по формуле
Р' {Ux-Uxl)- (И)
‘BX1 " /Сп ’
где Кп — коэффициент передачи преобразования скорости нарастания напряжения на выходе проверяемого ОУ или КН
«г (\_
R1+R5 ОТп
4.2. Значение входного тока ОУ или КН по неинвертирующему входу определяют по формуле
--(Ux3-Uxl). ,
^1
(12)
(12а)
~Ri+Rs ОТл ’ (12б)
4.3. Значение разности входных токов ОУ или КН определяют по формуле
«1 /г, ,, ч 1
или / = ■ Uxi'c
Л /в‘ R1+R5 Кп
где С= A+£i_ Ып= Ri+Rb ' кл '
4.4. Значение среднего входного тока ОУ или КН определяют по формуле
Ri „ х 1
2(^i ^*»)-K„
Разд. 4 (Измененная редакция, Изм. № 1).
5 ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ
5.1. Показатели точности измерений входных токов, разности входных токов и среднего входного тока 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 с токосъемными резисторами, определяют по формуле
Погрешность измерения входных токов и разности входных токов с интегрирующими конденсаторами определяют по формуле
e„=±2,97 (17)
|
|
а погрешность измерения среднего входного тока с интегрирую' щими конденсаторами определяют по формуле |
где 6t — погрешность измерения с токосъемными резисторами проверяемого ОУ или КН; би — погрешность измерения входных токов и разности входных токов с интегрирующими конденсаторами проверяемого ОУ или КН; бш — погрешность измерения среднего входного тока с интегрирующими конденсаторами проверяемого ОУ или КН;
б я — допустимое отклонение сопротивления резисторов и Я5;
Uxn, Uxm — равно значению UX2, Ux\ при определении /ВХь
Ux3, Ux\ » > /вхг;
Ux4, Uxi » > А/вх;
Ux3, UХ2 * * /вх;
бди — допустимое отклонение сопротивления резисторов R3 и R4;
беи — допустимое отклонение емкости конденсаторов С1 и С2; бкп — погрешность коэффициента передачи преобразования Кп скорости нарастания напряжения на выходе проверяемого ОУ или КН; bpv2 — погрешность измерителя PV2;
Apt, Ар2 — соответственно Ux2 (txi) и l/x3 (tx2);
6i — погрешность установления и поддержания напряжения питания проверяемого ОУ или КН; бг — погрешность установления и поддержания напряжения покоя на выходе проверяемого ОУ или КН; бз — погрешность выделения произведений:
для токосъемных резисторов /„*i • R3 и /вхг • R4, при измерении параметров Д/Вх, определяют по формуле
л _ L IR,—шах
°3~± ТГ3
для интегрирующих конденсаторов /ВХ1- А"— и /вх2 —р-
са
при измерении параметра Д/ВХ) определяют по формуле
* _ , |СХ—C2I. max 0 -—-----
Cj [ Д ^вх| ’
64 — погрешность суммирования сигналов на входе ВУБ
определяют по формуле
|/?7—#sl. шах
К,
65 — погрешность сигнала на выходе проверяемого ОУ или КН от наличия токов утечки между точками: al (a2) — общий провод; al (a2) — места подключения источни-
