集成运放参数测试仪

一、设计任务及要求设计并制作一中集成运算放大器简易测试仪;1.测试仪能用于判断集成运放放大功能的好坏；2.适应于单电源和双电源型运算放大器的测试；3.设计信号产生电路,用于判断运算放大器好坏的输入；4.设计毫伏表电路,用于测量运算放大器输出；5.设计本仪器所需的直流稳压电源,要求有±15V两路电压输出,每路输出电流大于50mA,并具有过电流保护功能;二、设计方案1.设计思路设计测试集成运放的好坏,本实验的思路是将该被测的集成运放接成电压跟随器,在输入端接入标准的正弦信号,输出端使用示波器观测,若放大倍数为1,则表示运放正常,否则,损坏;利用这一直观的方法,可方便地判断运放的好坏;为实现这一目的,设计电路中还应含有正弦信号产生电路,而且还需要设计毫伏表电路用以对被测运放输出信号的电压值进行测量;故该实验包括四部分：正弦波振荡电路,集成运放检测电路即电压跟随器,毫伏表电路,直流稳压电源;电路的整体原理图如下图1：2.单元电路设计1正弦波发生电路RC 串并联选频网络如图2所示,电路中还有一负反馈电路,它由R1和R2组成,这样就由RC 串联支路,RC 并联支路,R1和R2支路分别构成了电桥的四个桥臂,因此该电路也被称为文氏电桥震荡电路;该电路具有选频特性,若在网络的两端加上正弦交流信号U,则在网络中而可输出电压为U1,则该网络的传输系数U U1F =,根据RC 串并联阻抗的特点可得jwC 1R//jwC 1R jwC1R//F ++==)wRC 1-wRC j 31（+ 当RC 1w =时F=31为最大值; RC 选频网络的特点是适用于低频信号,一般用于频率从固定而且稳定性要求不高的电路里;图22集成运放检测电路本实验采用电压跟随电路,将集成运放接成电压跟随器,如下图 3.根据示波器的信号比较,判断集成运放的好坏;成运放电图33直流稳压电源1整流电路完成整流任务;将交流电变成直流电,主要靠二极管的单向导电性,因此二极管是构成整流电路的基本元件;2）滤波电路滤波电路主要用于滤去整流输出电压中的波形,中心原件为电容,电容愈大,负载电阻愈大,时间常数τ=RC 越大,滤波后输出电压越平滑,其平均值就越大;3）稳压电路与输出端并联一个稳压二极管以稳定输出电压4毫伏表电路1）毫伏表可用集成运放、整流电桥和电流表组成,使流过电流表的电流值正比于输入电压值,其原理电路如图4图4毫伏表输入信号通过阻容耦合加到集成运放的同相输入端,输出信号通过整流电桥、电流表反馈到反相输入端,整流二极管和电流表的电阻可等效为反馈电阻Rco,由于运放开环增益、输入电阻很高,则其同相端电压与反相端电压近似相等,流过Rco 的电流等于流过Ro 的电流,则得Ro 1V i ;可见流过表头的电流Ico 与V1成正比,且与Rco 无关,因此可构成线性良好的交流毫伏表;Ro 可用电位器Rw 替代,用来调整表头量程;2直流稳压电源,要求有V±两路电压输出,可采用跟踪式正负输出集成稳压器SW1568,该15稳压器具有V±对称输出电压,每路电流大于50mA,并有流过保护电路;15三．原理图四．系统测试结果及误差分析出现的故障及排除方法1电路不通,首先按照仿真电路图认真仔细检查电路,改正后重新测试,万用表测端点电压,发现某些引脚没有电压,重新检查线路或者更换元件,直至通为止;2数码管显示不全或不亮,检查数码管的连线,是否接有保护电阻,电源线和接地线是否接错,检查驱动电路是否有问题,将驱动电路所不用的引脚接地,防止干扰;3还要注意整体布局,走线要横平竖直,以免造成交叉干扰,尽量做到接线短、接线少、测量方便；第一级的输入线与末级的输出线、高频线与低频线要远离,以免形成空间交叉耦合;5电路整体分析此设计基本完成了题目所要求的内容,其中既有可圈之处由于不足之处,具体说来：优点：在基本部分中实现了对设计的要求,电路简单易懂,尽量使用了常见的器件,容易实现;缺点：发挥部分中,由于调试问题,在比赛时没能完全调试出来;核心及实用价值：主要考察了我们基本的设计能力,以及搭建、调试面包板电路的能力;是对电子设计基本能力的考察,在比赛中,发现;改进和展望：改变参数以提高精确度和测量范围,减少干扰；合理布线,便于排错和检查,且美观好看五．器件清单1 计算机 1台2 直流稳压电源 1台3 示波器 1台4 万用表 1台5 面包板 1套6 剥线钳等工具 1套1电阻,电容 2集成芯片：LM324 2片六．心得体会及建议边安装边调试;把一个总电路按框图上的功能分成若干单元电路,分别进行安装和调试,在完成各单元电路调试的基础上逐步扩大安装和调试的范围,最后完成整机调试;调试时应注意做好调试记录,准确记录电路各部分的测试数据和波形,以便于分析和运行时参考和撰写设计报告;1通电前检查电路安装完毕,首先直观检查电路各部分接线是否正确,检查电源、地线、信号线、元器件引脚之间有无短路,器件有无接错;2通电检查接入电路所要求的电源电压,观察电路中各部分器件有无异常现象;如果出现异常现象,则应立即关断电源,待排除故障后方可重新通电;3单元电路调试在调试单元电路时应明确本部分的调试要求,按调试要求测试性能指标和观察波形;调试顺序按信号的流向进行,这样可以把前面调试过的输出信号作为后一级的输入信号,为最后的整机联调创造条件;4自顶向下调试接通电源后,按照理论值,从起始端按照信号的流向依次测试关键引脚的电压、电流等参数,逐步排除问题;5整机联调整机联调时应观察各单元电路连接后各级之间的信号关系,主要观察动态结果,检查电路的性能和参数,分析测量的数据和波形是否符合设计要求,对发现的故障和问题及时采取处理措施;1、本系统采用单片机控制,实现了电子压力计对输入电压的准确显示,达到了题目的设计要求;而且系统性能稳定,测量精度较高,操作简单,具有较强的实用性;我们选择的通过测试结果来看,得到了较为理想的结果,是可行的;2、通过数据分析,可知设计实验结果与理论得到了吻合；3、系统功能方面,对有稳压电源输入的电压能够较准确的在数码管上显示;4、系统改进,显示电压数据的精度上,仍需要提高;。

集成运放参数测试仪——程序设计内容摘要：该课题设计的运算放大器闭环参数测试系统是基于MSC-51单片机控制模块，并且由LCD（Liquid Crystal Display）显示模块，键盘模块，数据采集和转换模块，采用DDS芯片（AD9851）实现了40kHz～4MHz的扫频输出模块等五部分组成。

采用辅助运放测试方法，可对运放的输入失调电压、输入失调电流、交流差模开环电压增益和交流共模抑制比以及单位增益带宽进行测量。

在软件上，用C语言来编程实现。

其要实现的功能包括：对来自TLC2543A/D转换的数字信号进行接收、分析、计算和对结果的显示；通过不同键值的接收、分析来控制对不同对象的测量,并在LCD上显示对应的人机界面；对来自DDS的高频信号源的频率进行控制来实现对集成运放的带宽参数的测试和显示。

而且具有自动量程转换、自动测量功能和良好的人机交互性。

关键词：单片机 C语言 DDS LCD 人机交互界面The Instrument for testing the Parameters of IntegratedOperation Amplifier——program designAbstract：This system is designed based on C51 microcontroller to measure the close loop parameters of the operation amplifier. The system conclude five modules: LCD (liquid crystal display) display module, keyboard module, data collection module, conversion module, and the module of generating sweep sine-wave signal with frequency range from 40 kHz to 4 MHz, using the DDS chip of AD9851. The system can measure the input offset voltage、the input offset current、the open loop AC differential mode voltage gain、the AC common mode rejection ratio and unit gain bandwidth，using the measure method of assistant amplifier. The data can be display on the LCD which is using of C program. And the function concludes: receiving, analysing and calculating the digital signals from TLC2543A/D then send them to show; accepting different key value on keyboards, analysing and processing it for controlling the measurement of different target and display on the LCD with different computer interface; controlling the bandwidth of HF signal source from DDS chip to measure the integrated transport bandwidth parameters and display the result. What’s more C51 microcontroller can control relays to complete auto measurement range switching ,auto measuring and good interface.Key Words：MCU CLanguage DDS LCD interface目 录前言 ............................................................................. 1 一、系统原理框图 ................................................................. 1 二、硬件单元电路设计与实现 . (2)（一） ioc V 、io I 、vd A 、cmr K 四个参数的测试电路 ................................ 2 （二） 单位增益带宽测量电路 ................................................. 3 （三） 测试vd CMR A K 、的信号源 ................................................ 3 （四） 峰峰值检测电路的设计 . (4)（五） A/D 采样电路 ......................................................... 4 （六） 扫频信号源 ........................................................... 4 （七） 键盘接口电路 ......................................................... 5 （八） 显示接口电路 ......................................................... 5 三、软件设计 (6)（一） 软件功能设计 ......................................................... 6 （二） 系统软件框图和程序流程图 ............................................. 6 （三） 软件模块设计 ......................................................... 7 四、系统测试 .. (19)（一）程序调试方法 .......................................................... 19 （二）软件调试 .............................................................. 19 （三）联机调试 .............................................................. 20 五、结束语 ...................................................................... 20 六、感谢词 ...................................................................... 20 参考文献 ........................................................................ 20 附录一 .......................................................................... 21 附录二 .......................................................................... 22 附录三 .. (36)（一）TLC2543 ............................................................... 36 （二）LCD 液晶显示器 ......................................................... 36 附录四 .. (38)集成运放参数测试仪——程序设计前言目前国内外市场上各种型号的集成运放参数测试仪已经相当多，而且普遍性都采用“辅助放大器的测量方法”，使测试仪的整个系统具有稳定性好，精确度高，范围大的特点，而且测试仪测试参数一般包括：正向最大输出电压+opp V ，负向最大输出电压-opp V ，正向最大共模输出电压+icm V ，负向最大共模输出电压-icm V ，正转换速率+ r S ，负转换速率-r S ，静态工作电流q I ，输入失调电压ioc V ，共模抑制比cmr K ，开环增益带宽乘积BW ，输入失调电流Iio ，开环电压增益vd A ，基极偏置电流ib I 等15项。

重庆大学本科学生课程设计指导教师评定成绩表说明：1、学院、专业、年级均填全称。

2、本表除评语、成绩和签名外均可采用计算机打印。

重庆大学本科学生课程设计任务书说明：1、学院、专业、年级均填全称。

2、本表除签名外均可采用计算机打印。

本表不够，可另附页，但应在页脚添加页码。

目录一、设计目的 (5)二、设计要求 (5)三、方案设计与论证比较 (5)四、硬件设计 (6)4.1、DA 模块 THS5651工作原理及电路设计4.2、放大模块14.3、ADC0809工作原理及电路设计4.4、Iil 模块4.5、Iol 模块4.6、12864模块五、软件设计.....................................5.1、数值显示模块5.1.1、分频模块5.1.2 十位数据波形发生模块5.1.3 去抖模块5.1.4 文本显示模块5.1.5 按键切换模块5.1.6 ADC0809驱动模块5.2 图形显示模块5.2.1 输入输出电压采样模块5.2.2 输入输出电压数据转换模块5.2.3 显示模块5.2.4 波形显示的整体电路六、系统功能测试及结果..............................6.1测试方法6.1.1 Vol,Voh,Vil,Vih的测试方法6.1.2Vil的测试方法6.1.3Vol的测试方法6.2测试结果6.3测试精度分析七、设计过程总结与体会........................... 参考文献........................................ 附件一系统电路图：附件二元器件清单：附件三一、设计目的在当今社会中，电子技术发展迅速，数字集成电路的应用广泛，而74系列逻辑芯片在数字电路中又有着非常广泛的应用，因而数字电路设计中必须要求所用的数字电路芯片逻辑功能完整，但在数字电路芯片测试中又有很多不便，实际测试较繁琐。

针对上述需要，我们针对常用的74系列逻辑芯片设计了一种数字电路芯片测试仪，用来检测常用74系列芯片的型号和逻辑功能的好坏，从而给数字电路的设计、制作带来方便。

集成运放的性能主要参数及国标测试方法集成运放的性能可用一些参数来表示。

集成运放的主要参数：1．开环特性参数（1）开环电压放大倍数Ao。

在没有外接反馈电路、输出端开路、在输入端加一个低频小信号电压时，所测出输出电压复振幅与差动输入电压复振幅之比值，称为开环电压放大倍数。

Ao越高越稳定，所构成运算放大电路的运算精度也越高。

（2）差分输入电阻Ri。

差分输入电阻Ri是运算放大器的主要技术指标之一。

它是指：开环运算放大器在室温下，加在它两个输入端之间的差模输入电压变化量△V i与由它所引起的差模输入电流变化量△I i之比。

一般为10k~3M，高的可达1000M以上。

在大多数情况下，总希望集成运放的开环输入电阻大一些好。

（3）输出电阻Ro。

在没有外加反馈的情况下，集成运放在室温下其输出电压变化与输出电流变化之比。

它实际上就是开环状态下集成运放输出级的输出电阻，其大小反映了放大器带负载的能力，Ro通常越小越好，典型值一般在几十到几百欧。

（4）共模输入电阻Ric。

开环状态下，两差分输入端分别对地端呈现的等效电阻，称为共模输入电阻。

（5）开环频率特性。

开环频率特性是指：在开环状态下，输出电压下降3dB所对应的通频带宽，也称为开环-3dB带宽。

2.输入失调特性由于运算放大器输入回路的不对称性，将产生一定的输入误差信号，从而限制里运算放大器的信号灵敏度。

通常用以下参数表示。

（1）输入失调电压Vos。

在室温及标称电源电压下，当输入电压为零时，集成运放的输出电位Vo0折合到输入端的数值，即：Vos=Vo0/Ao失调电压的大小反映了差动输入级元件的失配程度。

当集成运放的输入端外接电阻比较小时。

失调电压及其漂移是引起运算误差的主要原因之一。

Vos一般在mV级，显然它越小越好。

（2）输入失调电流Ios。

在常温下，当输入信号为零时，放大器两个输入端的基极偏置电流之差称为输入失调电流。

即：Ios=Ib- — Ib+式中Ib-、Ib+为放大器内两个输入端晶体管的基极电流。

集成运放参数测试仪摘要本系统参照片上系统的设计架构、采用FPGA与stm32相结合的方法，以stm32单片机为进程控制和任务调度核心；FPGA做为外围扩展，内部自建系统总线，地址译码采用全译码方式。

FPGA内部建有DDS控制器，单片机通过系统总线向规定的存储单元中送入正弦表；然后DDS控制器以设定的频率，自动循环扫描，生成高精度，高稳定的5Hz基准测量信号。

扫频信号通过对30MHz 的FPGA系统时钟进行分频和高速DA产生高频率稳定度、幅值稳定度的扫频信号。

放大器参数测量参照GB3442-82标准，信号幅度的测量通过AD536效值芯片转化为直流信号测得。

A/D转换TI 公司的高精度12逐次比较AD TLV2543。

stm32主要实现用户接口界面（键盘扫描、液晶显示、数据打印以及其他服务进程的调度）、AD转换以及测量参数（Vio Iio Kcmr Avd BWG Tr）计算、与上位机通信等方面的功能。

上位机主要实现向下位机发送测量指令、与下位机交换测量数据、以及数据的存储、回放、统计。

abstract:with reference to the system on a chip system design architecture, using the method of combining the FPGA with stm32 stm32 microcontroller as core process control and task scheduling; The FPGA as peripheral expansion, internal self-built system bus, address decoding adopts the whole decoding method. Built inside the FPGA DDS controller, single chip microcomputer to the specified storage unit through the system bus into sine table; Then DDS controller at a set frequency, the automatic cycle scan, generate high precision, high stability of 5 hz measuring signal. Frequency sweep signal by FPGA to 30 MHZ system clock frequency division and external phase-locked loop (FPGA using FLEX10K10 without internal phase-locked loop) multiple frequency, high frequency stability and frequency sweep signal amplitude stability. Amplifier parameters measurement reference GB3442-82 standard, the low frequency signal amplitude measurement take high-speed AD sampling, then digital processing method; The range of the high frequency signal directly measured using integrated RMS conversion chip. A/D conversion of TI company high-precision 12 successive comparative AD TLV2543. Achieve stm32 main user interfaces (keyboard scanning, LCD display, data printing, and other service process scheduling), AD transform and measurement parameters (Vio Iio Kcmr Avd BWG Tr) calculation, and the function of the upper machine communication, etc. PC main implementation down a machine to send instructions, and the lower machine exchange measurement data, and data storage, playback and statistics.关键词：参数测量运算放大器 DDS FPGA stm32数字信号处理一、方案比较设计与论证（一）测量电路模块1、测试信号源部分方案一：利用传统的模拟分立元件或单片压控函数发生器MAX038，可产生三角波、方波、正弦波，通过调整外围元件可以改变输出频率、幅度，但采用模拟器件由于元件分散性太大，即使用单片函数发生器，参数也与外部元件有关，外接电阻电容对参数影响很大，因而产生的频率稳定度较差、精度低、抗干扰能力差、成本也较高。

多功能集成电路测试仪使用说明TSH系列多功能集成电路测试仪是一款为一线微电子工程人员、维修人员设计的专业仪器。

可选择不同的测试模式5v模式、3.3v模式、AUTO模式等可以测试74HC系列、74LS 系列、CD4000系列、HEF400系列、4500系列、运算放大器、接口类芯片、光耦、晶体管自动识别、稳压管稳压值识别等等。

内置各类芯片数据模型1300余种、晶体管数据模型420余种，涵盖了常见的大部分24脚以内的通用器件，可以大幅度降低工作量，提高工作效率。

操作说明：面板上有7个按键分别是上、下、左、右和Enter键，和快捷键O键、P键。

上下键用于调整目录和改变型号数字，左右键用于左右移动光标选择要更改的项。

Enter 键用于开关机和执行测试命令。

打开电池后盖，放入2节5号1.5v电池，然后关闭电池盖。

按压Enter间2秒以上可开机，开机自动显示当前电池电压，当电池电量过低时请更换电池，过低的电压将影响测试结果可靠性和保护性自动关机。

开机：按压Enter键2秒以上则开机。

关机：1在OFF目录下按压Enter键则立刻关机。

2在任一目录下按压Enter键超过10秒则关机。

3在无任何操作60秒后，则自动关机快捷：1 O键为快速关机键(06型)2 P键重复自检、复位键器件放置方法如下图：1、芯片、光耦顶部对齐放置，1脚对准IC座子1脚。

2、晶体管放左侧最下三个插槽。

3、稳压管放IC座13和14脚间。

注：晶体管显示的引脚顺序自左而右对应IC座的10脚、11脚、12脚。

产品保修事宜：本设备自购买之日起免费保修一年，免费部分不包含外壳、液晶、IC座。

维修免费运。

集成运放电路测试方法集成运放电路是现代电子技术中常用的一种电子组件，它具有放大信号、运算、滤波和线性调节等功能。

在实际应用中，为了保证集成运放电路的正常工作，需要进行测试。

本文将介绍集成运放电路的测试方法。

进行集成运放电路的静态测试。

静态测试主要是对集成运放电路的静态参数进行检测，如输入偏置电流、输入偏置电压、共模抑制比等。

这些参数对于集成运放电路的放大和运算性能有重要影响。

静态测试可以通过使用万用表或示波器等仪器进行测量。

在测量过程中，需要注意保持测试环境的稳定，避免干扰因素对测试结果的影响。

进行集成运放电路的动态测试。

动态测试主要是对集成运放电路的动态参数进行检测，如增益带宽积、相位裕度等。

这些参数对于集成运放电路的频率响应和稳定性有重要影响。

动态测试可以通过使用信号源和示波器等设备进行测量。

在测量过程中，需要注意选择适当的测试信号，并保持测试环境的稳定，避免干扰因素对测试结果的影响。

还可以进行集成运放电路的输入输出特性测试。

输入输出特性测试主要是对集成运放电路的输入输出特性进行检测，如输入电压范围、输出电压范围、输出电流能力等。

这些参数对于集成运放电路的应用范围和工作性能有重要影响。

输入输出特性测试可以通过使用信号源和示波器等设备进行测量。

在测量过程中，需要注意选择适当的测试信号，并保持测试环境的稳定，避免干扰因素对测试结果的影响。

还可以进行集成运放电路的温度测试。

温度测试主要是对集成运放电路的温度特性进行检测，如温度漂移、温度稳定性等。

这些参数对于集成运放电路在不同温度环境下的工作性能有重要影响。

温度测试可以通过使用温度控制箱和示波器等设备进行测量。

在测量过程中，需要注意控制温度的稳定性，并保持测试环境的稳定，避免干扰因素对测试结果的影响。

还可以进行集成运放电路的可靠性测试。

可靠性测试主要是对集成运放电路的长期工作能力进行检测，如寿命、可靠性等。

这些参数对于集成运放电路的使用寿命和可靠性有重要影响。

姓名 班级 学号实验日期 节次 教师签字 成绩实验名称:集成运放参数测试1.实验目的1．通过对集成运算放大器uA741参数的测试，了解集成运算放大器的主要参数及意义 2．掌握运算放大器主要参数的简易测试方法。

2.总体设计方案或技术路线1．输入失调电压：理想运算放大器，当输入信号为零时其输出也为零。

但在真实的集成电路器件中，由于输入级的差动放大电路总会存在一些不对称的现象，使得输入为零时，输出不为零。

这种输入为零而输出不为零的现象称为失调，为讨论方便，人们将由于器件内部的不对称所造成的失调现象，看成是由于外部存在一个误差电压而造成，这个外部的误差电压叫做输入失调电压，记作U IO 。

输入失调电压在数值上等于输入为零时的输出电压除以运算放大器的开环电压放大倍数：udOOIO A U U =式中：U IO — 输入失调电压 U oo — 输入为零时的输出电压值A ud — 运算放大器的开环电压放大倍数本次实验采用的失调电压测试电路如图1所示。

测量此时的输出电压U O1即为输出失调电压，则输入失调电压1O F11IO U R R R U +=实际测出的U O1可能为正，也可能为负，高质量的运算放大器U IO 一般在1mV 以下。

测试中应注意： ① 将运放调零端开路；② 要求电阻R 1和R 2，R 3和R F 的阻值精确配对。

2．输入失调电流I IO当输入信号为的零时，运放两个输入端的输入偏置电流之差称为输入失调电流，记为I IO 。

21B B IO I I I -=式中：I B1，I B2分别是运算放大器两个输入端的输入偏置电流。

输入失调电流的大小反映了运放内部差动输入级的两个晶体管的失配度，由于I B1，I B2本身的数值已很小（uA 或nA 级），因此它们的差值通常不是直接测量的，测试电路如图2所示。

在图1基础上将输入电阻R B 接入两个输入端的输入电路中，由于R B 阻值较大，流经它们的输入电流的差异，将变成输入电压的差异，因此，也会影响输出电压的大小，因此，测出两个电阻R B 接入时的输出电压U O2，从中扣除输入失调电压U IO 的影响（即U O1），则输入失调电流I IO 为：BF 112O 1O 2B 1B IO R 1R R R U U I I I ⋅+⋅-=-=一般，I IO 在100nA 以下。

2009年）全国大学生电子设计竞赛题目数字幅频均衡功率放大器（F题）【本科组】一、任务设计并制作一个数字幅频均衡功率放大器。

该放大器包括前置放大、带阻网络、数字幅频均衡和低频功率放大电路，其组成框图如图1所示。

图1 数字幅频均衡功率放大器组成框图二、要求1．基本要求（1）前置放大电路要求：a. 小信号电压放大倍数不小于400倍（输入正弦信号电压有效值小于10mV）。

b. -1dB通频带为20Hz～20kHz。

c. 输出电阻为600Ω。

（2）制作带阻网络对前置放大电路输出信号v1进行滤波，以10kHz时输出信号v2电压幅度为基准，要求最大衰减≥10dB。

带阻网络具体电路见题目说明1。

（3）应用数字信号处理技术，制作数字幅频均衡电路，对带阻网络输出的20Hz～20kHz信号进行幅频均衡。

要求：a. 输入电阻为600Ω。

b. 经过数字幅频均衡处理后，以10kHz时输出信号v3电压幅度为基准，通频带20Hz～20kHz内的电压幅度波动在±1.5dB以内。

2. 发挥部分制作功率放大电路，对数字均衡后的输出信号v3进行功率放大，要求末级功放管采用分立的大功率MOS晶体管。

（1）当输入正弦信号v i电压有效值为5mV、功率放大器接8Ω电阻负载（一端接地）时，要求输出功率≥10W，输出电压波形无明显失真。

（2）功率放大电路的-3dB通频带为20Hz～20kHz。

（3）功率放大电路的效率≥60％。

（4）其他。

三、说明1．题目基本要求中的带阻网络如图2所示。

图中元件值是标称值，不是实际值，对精度不作要求，电容必须采用铝电解电容。

图2 带阻网络2．本题中前置放大电路电压放大倍数是在输入信号v i电压有效值为5mV的条件下测试。

3．题目发挥部分中的功率放大电路不得使用MOS集成功率模块。

4．本题中功率放大电路的效率定义为：功率放大电路输出功率与其直流电源供给功率之比，电路中应预留测试端子，以便测试直流电源供给功率。

简易频谱分析仪与集成运放参数测试仪目录简易频谱分析仪简易频谱分析仪【作者：尹三正翟勇蔡浩】 (2)简易频谱分析仪（国防科技大学） (18)简易频谱分析仪（北京邮电大学） (31)集成运放参数测试仪读题指导 (43)论文（吴浩李忠意范志强） (46)简易频谱分析仪（一）作者：尹三正翟勇蔡浩赛前辅导及文稿整理辅导教师：尹仕摘要：本设计利用外差原理,以单片机为核心，辅助以FPGA等实现半数字化的频谱分析。

系统由4个模块组成：混频模块,信号采集模块,频谱图显示模块,输入波形识别模块。

混频模块将输入信号与本振信号进行混频得到中频信号；信号采集模块对中频信号进行检波和AD采样，将采样数据存入单片机；采样数据经单片机处理后送给FPGA，由FPGA利用示波器的XY通道完成频谱图显示；单片机通过对采集到的数据进行分析来判定波形，同时采用等精度测量法测量输入信号中心频率。

通过采用一定算法对输入信号进行处理，消除低中频带来的镜像干扰。

关键词:频谱，扫频，混频，中心频率Abstract：Key Words：spectrum, frequency scan, frequency mixture,the center frequency一、方案设计和论证本题目要求采用外差原理实现频谱分析仪，“外差”是变频的意思，因此将输入信号加到混频器上与本振信号混频后，再经过窄带中频滤波器将落入中频带的信号提取出来。

通过AD转换器对检波后的中频信号进行采样并存入单片机，单片机对数据进行处理后再通过FPGA将频谱图显示在示波器上。

输入信号整形后可通过FPGA利用等精度法进行测频，由于调频，调相和等幅波的频谱图不一样，通过识别输入信号的频谱特征就可判断是何种波形。

整个系统框图如图1.1所示。

图1.1：系统框图1.混频模块：方案一：选用MC3362搭建混频电路。

MC3362是MOTOROLA公司生产的单片窄带调频接收电路，电路如图1.2所示：图1.2：MC3362典型电路载频信号从MC3363的2脚输入，进行第一级混频后将差频为10.7MHz 的第一中频信号从23脚输出，经中频为10.7M 的陶瓷滤波器选频后再由21脚送到内部的第二混频级，将差频为0.455MHz 的第二中频信号从7脚输出，经455kHz 陶瓷滤波器选频，再经9脚送入MC3363的限幅放大器进行高增益放大。

目录一．方案比较与论证-----------------------------------------------3 二．理论与分析计算-----------------------------------------------4 三．电路图及设计文件--------------------------------------------6 1．硬件实现-----------------------------------------------------6 2．软件实现-----------------------------------------------------8 四．测试数据与结果分析-----------------------------------------9 五．参考文献--------------------------------------------------------9 六．附录-------------------------------------------------------------10 附录A测试仪器---------------------------------------------10 附录B 参考文献--------------------------------------------10附录C 软件程序--------------------------------------------10集成运放参数测试仪摘要: 此集成运放测试仪采用“辅助放大器”的测量方法，能测试V(输入失IO调电压)、I IO(输入失调电流)、A VD(交流差模开环电压增益)和K CMR(交流共模抑制比)四项基本参数，符合了题目的要求。

可对各种通用型集成运放主要参数进行测量，具有较好的精度，稳定度和测量范围。

本设计由四个模块电路组成：集成运放参数测试电路、信号源发生电路、单片机控制电路、显示与键盘电路。

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一、山东科技大学－单工无线呼叫系统1
二、海军航空工程学院－悬挂运动控制系统1
三、中国海洋大学-悬挂运动控制系统(1>1
四、中国海洋大学-悬挂运动控制系统(2>1
五、山大学－集成运放参数测试仪(1-1>1
六、山东大学－数控直流电流源(1-2>1
七、山东大学－悬挂运动控制系统(2-1>1
八、山东大学－数控直流电流源(2-2>1
九、山东大学－悬挂运动控制系统(2-3>1
一、山东科技大学－单工无线呼叫系统
二、海军航空工程学院－悬挂运动控制系统
三、中国海洋大学-悬挂运动控制系统(1>
四、中国海洋大学-悬挂运动控制系统(2>
五、山大学－集成运放参数测试仪(1-1>
六、山东大学－数控直流电流源(1-2>
七、山东大学－悬挂运动控制系统(2-1>
八、山东大学－数控直流电流源(2-2>
九、山东大学－悬挂运动控制系统(2-3>
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湖北工业大学毕业设计（论文）题目集成运放参数测试仪的设计姓名与学号柯航 0 9 2 5 1 1 2 2 1 2指导老师张志强指导老师职称高级讲师年级专业班级机电一体化专业（2）班所在学院商贸学院摘 要该集成运放参数测试系统参照GB3442-82标准，采用辅助放大器测试集成运算放大器主要参数的方法,以单片机（AT89S55）为控制核心，结合可编程逻辑器件FPGA ,使用多量程自动切换的方式，实现了对通用集成运放V IO （输入失调电压）、 I IO （输入失调电流）、A VD （交流差模开环电压增益）、K CMR （交流共模抑制比）和BW G （单位增益带宽）的高精度自动测量，使用128*128液晶显示、打印测量结果。

在自制测试A VD 、 K CMR 信号源部分，采用DDS(直接数字式频率合成)技术，合成高稳定度5Hz 参数测量正弦信号；并在测试参数BW G 时,使用 DDS 专用芯片AD9851,合成40kHz 至4MHz 扫频信号源。

整个系统集成度高，具有友好人机交互界面。

关键字: 集成运算放大器 参数测试 DDSAbstractThe paper is entitled “based on the stepping motors P89C51RA Movement ControlSystem Applications and Research“，which suggest the use of stepper motors governor SCC(Single chip computer) control through click on stepper motors to achieve，then carrying outto stop to the start of the stepper motor，positive and negative turn、accelerate、deceleratiaon，such as the slowdown in movement control.System using Philips series SCC，Protel DXP uVision2 development tools and development environment，with the basic language machines，compiled language for system conteol. In real-time detection and automatic control SCC applications，SCC as a core component to use only SCC knowledge is not enough and should be based on specific hardware structure，the specific characteristics of the target application and integration software to further improve.Text first introduces the working principle of stepper motor，embedded microcontroller development tools and development environment；Focus described system hardware to design，including the ISP circuit，keyboards show circuit，driving circuit hardware to achieve until the final hardware debugging，and attached to circuit theory，and the current design of the equipment used to the work and principles of the realization of functions.Keywords:Single chip computer stepper motors P89C51RA目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)引言 (1)1、方案论证与选择 (2)1.1．题目任务要求 (2)1.1.1、任务 (2)1.1.2.1基本要求 (2)1.2 题目任务分析 (3)1.3 方案的比较选择与论证 (3)1.3.1 测试信号产生方案: (3)1.3.2 运放参数测量电路方案 (5)2、系统总体设计与实现 (7)2.1 系统总体设计 (7)2.2总体实现框图 (7)3、理论分析与计算 (8)3.1 运放参数测量电路设计 (8)3.1.1 标准测量电路的设计: (9)3.1.2 系统自动测量电路的设计: (9)V的测量: (9)3.1.2.1输入失调电压IOI的测量 (10)3.1.2.2输入失调电流IOA的测量: (11)3.1.2.3差模开环交流电压增益VDK的测量 (12)3.1.2.4共模抑制比CMR3.1.2.5. 3dB带宽的测量 (13)3.2 DDS的实现 (13)3.2.1 DDS实现理论分析 (13)4.1 信号源产生电路设计: (15)4.1.1 D/A转换电路 (15)4.1.2、低通滤波电路 (16)4.1.3 AD9851产生扫频信号电路图 (17)4.1.3.1 .1AD9851原理及扫频输出实现 (17)4.1.3.2 AD9851电路设计 (18)4.1.3.3滤波电路设计 (18)4.2 AGC电路与设计: (19)4.2.1 AGC电路设计 (19)4.2.2 后级放大电路设计 (20)4.3信号采集处理电路 (20)4.3.1AD637峰值检波电路 (20)4.3.3 放大电路 (22)4.3.4 A/D转换电路 (23)5. 系统软件设计 (24)5.1 FPGA设计 (24)5.1.1 AD9851扫频模块 (24)5.1.2.MAX197采样模块 (24)5.1.3.LCD显示模块以及键盘扫瞄模块 (25)5.1.4 DDS信号产生模块 (25)5.1.5继电器与程控放大控制模块 (26)5.2单片机设计部分 (26)6系统调试及测试数据与分析 (28)6.1测试条件 (28)6.2 测试方法及测试结果 (28)6.3测试数据分析 (29)6.4抗干扰措施 (29)结束语 (30)参考文献 (32)致谢 (33)绪论集成运放以其价格低廉.性能优越等特点在个人数据助理.通讯.汽车电子.音响产品.仪器仪表.传感器等领域得到广泛应用。

一、实验目的1. 理解集成运算放大器（运放）的基本原理和特性。

2. 掌握集成运放的基本线性应用电路的设计方法。

3. 通过实验验证运放在实际电路中的应用效果。

4. 了解实验中可能出现的误差及分析方法。

二、实验原理集成运算放大器是一种高增益、低噪声、高输入阻抗、低输出阻抗的直接耦合多级放大电路。

它广泛应用于各种模拟信号处理和产生电路中。

本实验主要研究运放的基本线性应用电路，包括比例、加法、减法、积分、微分等运算电路。

三、实验仪器与器材1. 集成运放（如LM741）2. 模拟信号发生器3. 示波器4. 数字多用表5. 电阻、电容等电子元件6. 面包板四、实验内容1. 反相比例运算电路(1) 设计电路：根据实验要求，搭建一个反相比例运算电路，其中输入电阻R1和反馈电阻Rf的比值决定了放大倍数A。

(2) 实验步骤：a. 连接电路，确保无误。

b. 输入一定频率和幅值的正弦信号，观察输出波形。

c. 改变输入信号幅度，记录输出波形。

d. 计算放大倍数，并与理论值进行比较。

2. 同相比例运算电路(1) 设计电路：搭建一个同相比例运算电路，其中输入电阻R1和反馈电阻Rf 的比值决定了放大倍数A。

(2) 实验步骤：a. 连接电路，确保无误。

b. 输入一定频率和幅值的正弦信号，观察输出波形。

c. 改变输入信号幅度，记录输出波形。

d. 计算放大倍数，并与理论值进行比较。

3. 加法运算电路(1) 设计电路：搭建一个加法运算电路，实现两个输入信号的求和。

(2) 实验步骤：a. 连接电路，确保无误。

b. 输入两个不同频率和幅值的正弦信号，观察输出波形。

c. 改变输入信号幅度，记录输出波形。

d. 验证输出波形为两个输入信号的相加。

4. 减法运算电路(1) 设计电路：搭建一个减法运算电路，实现两个输入信号的相减。

(2) 实验步骤：a. 连接电路，确保无误。

b. 输入两个不同频率和幅值的正弦信号，观察输出波形。

c. 改变输入信号幅度，记录输出波形。

集成运放参数测试仪摘要：本集成运放参数测试仪以MSC-51单片机为核心，由被测电路、信号源、0809A/D转换器、液晶显示器、键盘等组成。

采用DDS芯片AD9835产生40kHz～4MHz扫频信号和5Hz的输入信号，它能对LM358及与之引脚兼容的其他集成运放（例如LM353、LM741）的基本参数VIO 、IIO、AVD、KCMR及BWG进行测试和数字显示。

关键字：集成运放；单片机；DDS一、系统方案设计1.方案论证与选择（1）信号源部分方案一：利用函数发生器，可产生三角波、方波、正弦波。

通过调整外围元件可以改变输出频率、幅度，但采用模拟器件由于元件分散性太大，即使用单片函数发生器，参数也与外部元件有关，外接电阻电容对参数影响很大，因而产生的频率稳定度较差、精度低、抗干扰能力差。

方案二：采用锁相式频率合成方案。

锁相式频率合成是将一个高稳定度和高精度的标准频率经过运算，产生同样稳定度和精确度的大量离散频率的技术，他在一定程度上满足了既要频率稳定精确，又要在大范围内变化的矛盾。

但其波形幅度稳定度较差，在低频内波形不理想。

方案三：采用直接数字频率合成（DDS）技术。

由于DDS采用全数字方式实现频率合成，直接对参考正弦波时钟进行抽样和数字化，然后通过数字计算技术进行频率合成，因此具有模拟频率合成技术无法比拟的优点。

DDS不仅频率转换速率快、频率分辨率高、相位噪声低、输出相位可连续变化，而且易编程，体积小、功耗低。

DDS直接频率合成器件的诸多优点使其逐渐成为未来信号源发展方向。

方案拟采用DDS专用集成芯片AD9835。

它的串行控制方式，使电路简单、编程方便；内部有一个32位相位累加器，用于存放频率控制字，可实现1Hz的频率调节。

我们需要5Hz的单一稳定频率，要求其频率，幅度稳定。

综合考虑，我们采用方案三，实现了高精度，高稳定度的5Hz测试信号源。

（2）信号采集模块方案一：用AD736 RMS真有效值转换芯片，AD736的响应频率在0~10KHZ，采用该器件只需将被测的信号加到它的输入端上，就可以得到它的有效值，无需软件处理，测试非常的方便。

集成运算放大器的测试1. 简介集成运算放大器（Integrated Circuit Operational Amplifier，简称IC Op-Amp）是一种基础电路模块，广泛应用于模拟电子电路中。

在实际电路设计中，对IC Op-Amp的测试是十分重要的，可以保障电路的正常运行和性能。

本文将介绍IC Op-Amp测试中的要点和方法。

2. 设备和工具在进行IC Op-Amp测试前，需要准备下列设备和工具：1.待测试IC Op-Amp2.可调直流电源3.双踪示波器4.函数信号发生器5.电阻箱6.多用万用表7.接线、夹子、连接线等3. DC参数测试在实际电路中，IC Op-Amp通常会处理各种不同幅值和频率的输入信号，因此对其进行DC参数测试就显得十分重要。

下面是DC参数测试的步骤：1.连接示波器和电源：将双踪示波器的通道1连接到待测试IC Op-Amp的输出端，通道2连接到输入端。

同时，将可调直流电源的正极连接到IC Op-Amp的VCC引脚，负极连接到VEE引脚。

2.测量输入偏移电压：将函数信号发生器的输出连接到ICOp-Amp的正输入端，输入为0V。

使用万用表测量IC Op-Amp的输出电压，并与0V比较。

得到的输出电压即为输入偏移电压。

如果偏移电压较大，会影响电路的稳定性。

3.调整输入偏移电压：使用电阻箱或仿真工具，调整引脚上的电压，直到输入偏移电压为0。

这一步是十分重要的，因为输入偏移电压为0时，IC Op-Amp的基准电平与输入信号相等，不会产生误差。

4.测量输入偏移电流：使用多用万用表测量IC Op-Amp的两个输入端之间的电流。

由于IC Op-Amp有一个高阻输入，因此输入偏移电流一般十分小，一般不会影响电路。

5.温度漂移测试：在常温和高温（如：100°C）两种情况下接通电源，然后测量输入偏移电压。

输入偏移电压的变化即为温度漂移。

温度漂移也会对电路的稳定性产生影响，应当予以注意。

集成运放性能参数测试仪一、集成运放性能参数测试仪性能指标工作电压：±15VV IO：测量范围：0～40mV（＜小于3%读数±1个字）；I IO：测量范围：0～4μA（＜3%读数±1个字）；A VD：测量范围：60dB～120dB±3dB；K CMR：测量范围：60dB～120dB±3dB；输出频率：5Hz输出电压有效值：4 V频率与电压值误差绝对值均小于1%；二、设计思路：本设计以单片机STC89C52为控制核心，利用数模转换器ADS1110以及继电器，为切换开关，对被测量信号进行采样，通过单片机处理完成对运算放大器LM741的UIO，IIO，AVC，KCMR等参数的测量。

并通过系统显示接口，利用液晶显示装置将测试的结果进行显示，同时本系统还能通过键盘进行人机交流，实现按下一个按键就可以对该运放的某个参数进行测试。

三、系统结构图四、方案比较与选择：主控芯片部分方案一：采用STC89C52单片机。

优点是芯片结构简单，使用相对容易；缺点是不带AD转换电路，需要外接AD转换芯片，测量精度相对较低。

方案二：采用凌阳SPCE061A单片机。

优点是自带AD转换模块，测量精度相对较高，能进行音频处理等多种智能化功能；缺点是结构复杂，使用起来相对繁琐。

由于此方案的核心内容在测试电路部分，主控芯片的选择对结果的影响相对较小，综合以上芯片的性能以及自身的情况，选择使用相对简单的STC89C52单片机。

信号发生器的选择方案一：利用传统的模拟分立元件或单片压控函数发生器MAX038，可产生三角波、方波、正弦波，通过调整外围元件可以改变输出频率、幅度，但采用模拟器件由于元件分散性太大，即使用单片函数发生器，参数也与外部元件有关，外接电阻电容对参数影响很大，因而产生的频率稳定度较差、精度低、抗干扰能力差、成本也较高。

方案二：采用ICL8038芯片产生信号。

优点是电路简单，波形好，控制方便，缺点是频率有限。

微机控制的集成运放参数测试仪
赵九捷;赵一群
【期刊名称】《电测与仪表》
【年(卷),期】1991(028)011
【总页数】3页(P28-30)
【作者】赵九捷;赵一群
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TN722.77
【相关文献】
1.基于GB3442-82的集成运放参数测试仪设计 [J], 刘宪力;田应伟
2.基于FPGA的集成运放参数测试仪 [J], 汪正勇;陈杨;汤强;张灿;陈万培;马志;张正华
3.集成运放参数测试仪 [J], 李白;舒鹏飞;杨静竹;陶启成
4.基于C8051F020的集成运放参数测试仪设计 [J], 郝玉君;甘露
5.基于C8051F020的集成运放参数测试仪设计 [J], 郝玉君; 甘露
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