集成运算放大器参数测试仪校准装置的开发

　　校准装置的硬件设计方案

　　校准方案覆盖了市场上运放测试仪给出的大部分参数，其中包括输入失调电压、输入失调电流、输入偏置电流等10个参数。通过研究集成运放参数“闭环测试原理”可知：有的参数校准要用到“闭环测试回路”，有的直接接上相应的标准仪器进行测量即可实现对仪器的校准。对于用到“闭环测试回路”的几个参数而言，主要通过补偿电源装置和模拟电源装置来校准。运放测试仪总体校准方案如图1所示。

　　图1 运放测试仪总体校准框图

　　1 校准电路设计

　　输入失调电压VIO的定义为使输出电压为零（或者规定值）时，两输入端所加的直流补偿电压。集成运放可模拟等效为输入端有一电压存在的理想集成运算放大器，校准原理如图2所示。通过调节补偿电源装置给输入一个与VIO电压等量相反的电压V补，输入就可等效为V=VIO+V补=0，则被测集成运放与接口电路等效为一输入失调电压为零的理想运算放大器。然后，调节模拟电源装置，给定模拟标准运放输入失调电压参数值。通过数字多用表读数与被校运放测试仪测试值比较，计算出误差值，完成VIO参数校准。

　　图2 输入失调电压参数VIO校准原理图

　　2 单片机控制电路设计

　　单片机采用AT89S51，这是一个低功耗、高性能CMOS 8位单片机，片内含可反复擦写1000次的4kB ISP(In-system programmable) Flash ROM。其采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元。

　　本设计中，采用单片机控制信号继电器来实现电路测试状态转换，信号继电器选用的是HKE公司的HRS2H-S-DC5V，能够快速完成测试状态的转换，只需单片机5V供电电源即可，便于完成参数的校准。此外，继电器跳变由PNP三极管S8550来驱动完成。