ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СОЮЗА ССР
МИКРОСХЕМЫ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ
МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ЗАПАСА
УСТОЙЧИВОСТИ ПО ФАЗЕ
ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ
Издание официальное
10 коп. БЗ 2—90/72
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО УПРАВЛЕНИЮ
КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ И СТАНДАРТАМ
Москв
а
ГОСТ
23089.16—90
ОУ и последующем
вычислении запаса устойчивости по
од
азе
фо.
1.2. Электрический режим и условия измерения должны соответствовать установленным в технических условиях (ТУ) на ОУ
Микросхемы интегральные
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ЗАПАСА УСТОЙЧИВОСТИ ПО ФАЗЕ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ
Integrated circuits. Method of measuring phase
stability margin of operational amplifiers
ОКП 62 3100
Срок действия с 01.07.91
до 01.07.96
Настоящий стандарт устанавливает метод измерения запаса устойчивости по фазе фо операционных усилителей (далее — ОУ).
Общие требования и требования безопасности — по ГОСТ 23089.0.
УСЛОВИЯ И РЕЖИМ ИЗМЕРЕНИЙ
Метод основан на намерении разности фаз между входным и выходным напряжением ОУ на частоте единичного усиленияконкретных типов.
АППАРАТУРА
Измерения проводят на установке, электрическая структурная схема которой приведена на чертеже.
Источник переменного напряжения G1 должен обеспечивать установление и поддержание на время измерения переменного напряжения синусоидальной формы С/г, установленного в ТУ на ОУ конкретных типов, с погрешностью в пределах ±4%. Частота переменного напряжения источника G/ должна находиться в диапазоне:
от
1 min
ДО
1 maxj
(1)
(2)
Издание официальное
Перепечатка воспрещена
© Издательство стандартов, 199
0
— нижний предел (по частоте) измерения чивости по фазе ОУ на установке;
fB — верхний предел (по частоте) измерения
запаса устой
чивости по
£азе ОУ на установке;
запаса устои-
минимальная частота единичного усиления проверяемого ОУ;
максимальная частота единичного усиления проверяемо-
Нестабильность по напряжению источника переменного напряжения 67 за время измерения не должна превышать ±2 %.
£)Д—проверяемый ОУ; G1—источник переменного напряжения; G2tG3—источники постоянного напряжения;
PV1, PV2—измерители переменного напряжения; Р—измеритель разности фаз; R1, /?.?■—резисторы делителя напряжения; R3—резистор нагрузки проверяемого ОУ, С1~~ разделительный конденсатор; С2 — конденсатор нагрузки проверяемого ОУ; al — инвертирующий вход ОУ; а2 — неинвертирующий вход ОУ; Ы — первый вход измерителя Р; Ь2 — второй вход измерителя Р
Погрешность установления и поддержания частоты переменного напряжения источника G1 должна находиться в пределах %.
Источники постоянного напряжения G2 и G3 должны обеспечивать установление и поддержание напряжения питания, установленного в ТУ на ОУ конкретных типов, с погрешностью в пределах ±1 %.
Сопротивление разистора (7?i) в омах выбирают из условия
(
вх>
3)где — входное сопротивление проверяемого ОУ, Ом
.
Допустимое отклонение сопротивления должно быть в пределах ±0,5%.
Сопротивления резисторов (/?2 и /?з) в омах выбирают из условий
(4)
(5)
где Uсм max —максимальное абсолютное значение напряжения смещения нуля ОУ, В;
^выхтах—максимальное абсолютное значение выходного напряжения ОУ, В;
Rpv2 — входное сопротивление измерителя PV2, Ом;
Рр — входное сопротивление измерителя Р> Ом;
— сопротивление нагрузки, установленное в ТУ на ОУ конкретных типов, Ом.
Допустимое отклонение сопротивления резисторов /?2 И должно быть в пределах ±0,5 %.
л
2.6. Емкость конденсатора (С)
фарадах выбирают из
«і
ус-
(6)
Допустимое отклонение емкости конденсатора должно быть в пределах ±5 %.
Емкость конденсатора (Сг) в пикофарадах выбирают из условия
(7)
где Сн — емкость нагрузки, установленная в ТУ на ОУ конкретных типов, пФ;
Сп — паразитная емкость монтажа выходной цепи проверяемого ОУ, пФ;
Cpv2 — входная емкость измерителя PV2, пФ;
Ср —'Входная емкость измерителя Р, пФ.
Допустимое отклонение емкости конденсатора С% должно быть в пределах ±2%.
Измеритель переменного напряжения PV1 должен обеспечивать измерение напряжения Ui в вольтах на выходе источника G1 с погрешностью в пределах ±4 % в диапазоне частот от fu ДО fs*
Измеритель переменного напряжения PV2 должен обеспечивать измерение напряжения 12% в вольтах на выходе прове
ряемого ОУ с погрешностью в пределах ±4 % в диапазоне частот ОТ fu ДО /в.
Измеритель разности фаз Р должен обеспечивать измерение разности фаз между входным и выходным напряжением проверяемого ОУ в диапазоне от 0° до 1130° с погрешностью в пределах ±5°.
Рекомендации по выбору приборов для автоматизированных измерений запаса устойчивости по фазе ОУ приведены в приложении 1.
ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИ
Подключают ОУ к измерительной установке.
На ОУ подают напряжение питания от источников G2 и G5.
От источника G1 подают переменное напряжение с частотой, равной fH.
Напряжение U на выходе источника G1 контролируют измерителем PV1, а напряжение U2 на выходе ОУ — измерителем PV2.
Плавно увеличивают частоту переменного напряжения источника G1 до выполнения условия
^ = U2. (8)
Регистрируют частоту входного переменного напряжения^ равную частоте единичного усиления fi проверяемого ОУ, и измеряют на этой частоте измерителем Р разность фаз между вход-
н
(фо) рас
(9)
ым и выходным напряжением проверяемого ОУ ф.Запас устойчивости по фазе проверяемого ОУ
1
считывают по формуле
<р0= 180° — ср.
При фо = О возникают автоколебания.
Рекомендуемый запас устойчивости по фазе
?о>45°. (10)
ПОКАЗА ГЕЛ И ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИИ
к
4.1. Показатели
Ьазе ОУ должны
II
точности измерения запаса устойчивости по соответствовать установленным в ТУ на ОУ
Интервал, в котором с установленной вероятностью 0,997 на
х
1Е
pop мулам при-
одится погрешность измерения, определяют по ложения 2.ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Рекомендуемое
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ ПРИБОРОВ ДЛЯ
АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЗАПАСА УСТОЙЧИВОСТИ
ПО ФАЗЕ ОУ
В качестве измерителей переменного напряжения PV1 и PV2, измерителя разности фаз Р, а также источника переменного напряжения G1 рекомендуется применять приборы, имеющие выход на шину IEEE—488.
Для автоматизированного измерения запаса устойчивости по фазе ОУ рекомендуется применять приборы следующих типов: В3—63, В7—34, ФК2—39, Г4—174, Г4—179 или аналогичные.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ
ЗАПАСА УСТОЙЧИВОСТИ ПО ФАЗЕ ОУ
Составляющие погрешности измерения
Погрешность (61), вызванную погрешностью установления и поддержания частоты переменного напряжения источника Glt рассчитывают по формуле
4=Мор (11)
где — относительная погрешность установления и поддержания частоты переменного напряжения источника G1.
Погрешность (6г), вызванную неточностью установления и поддержания напряжения питания ОУ, рассчитывают по формуле
(12)
Фо mln
где Дфоі — значение изменения запаса устойчивости по фазе, вызванное неточностью установления и поддержания напряжения питания ОУ,... °;
Фошіп — минимальное значение запаса устойчивости по фазе проверяемого ОУ,... °.
Погрешность (63), вызванную конечным значением коэффициента усиления схемы включения ОУ с отрицательной обратной связью Ку,иве рассчи
тывают по
ормуле
Д
(13)
<Ро23“" >
Фо min
где Фог — значение изменения запаса устойчивости по фазе, вызванное конечным значением коэффициента усиления Ку и ос схемы включения ОУ,... °
.
П
(14)
откло-
прове-
(15b
‘еткяъ
огрешность (д4), вызванную отклонением соя роти глени я нагрузки /?;? проверяемого ОУ, рассчитывают по формулеб 4— "*■ ,
?0 min
где Асроз — значение изменения запаса устойчивости по фазе, вызванное нением сопротивления нагрузки проверяемого ОУ,... °.
Погрешность (5g), вызванную отклонением емкости нагрузки Св ряемого ОУ, рассчитывают по формуле — *
?0 min
где Лфо< — значение изменения запаса устойчивости по фазе, вызванное нением емкости нагрузки проверяемого ОУ,.„°.
Погрешность (бе), вызванную шумовыми параметрами проверяемого' ОУ, определяют экспериментально статистической обработкой результатов измерений конкретных типов ОУ.
Погрешность (б7), вызванную погрешностью измерителя PV1, рассчитывают по формуле
(16)
где —относительная погрешность измерителя переменного напряжения Р VI,
Погрешность (да), вызванную погрешностью измерителя PV2, рассчитывают по формуле
s8— 5РТ'2» (17)
где 6pv2 — относительная погрешность измерителя переменного напряжения PV2.
Погрешность (д9), вызванную погрешностью измерителя Р, рассчитывают по формуле
Ор, (18)
где Лр — относительная погрешность измерителя разности фаз Р.
Погрешность измерения
Интервал (d s ), в котором с установленной вероятностью находится погрешность измерения запаса устойчивости по фазе, рассчитывают по формуле
(19)
где Л'е — коэффициент, зависящий от закона распределения погрешности измерения и установленной вероятности Р2-
Л2— 2,97 для нормального закона распределения и Р2 — 0,997; К и Кг — коэффициенты, зависящие от законов распределения частных погрешностей, Для частной погрешности с нормальным законом распределения Ki=2,97. Для частной погрешности с равномерным законом распределения /<2=1,72.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
РАЗРАБОТЧИКИ
А. К. Атанасян, А. В. Бильштейн, В. А. Зайко, М. Н. Коробкова, Е. Г. Татевосян, И. А. Туманова
Г
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН
ДЕЙСТВИЕ
Постановлением
Срок проверки — 1995 г. Периодичность проверки — 5 лет
В стандарт введен международный стандарт МЭК 47 (ЦБ) 186, ноябрь 1987 г.
ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
О
Номер пункта
Вводная часть
бозначение НТД, на которыйГОСТ 23089.0—78
Редактор Т. С. Шеко
Технический редактор М. И, Максимова
Корректор Е. И. Морозова
Сдано в наб.
Тир.
10
13.04.90 Подп. в печ. 07.07.90 0,5 усл. п. л. 0,5 усл, кр.-отт. 0,44 уч.-изд. л.
Цена 10 к.
Ордена «Знак Почета» Издательство стандартов, 123557, Москва, ГСП, Новопресненский пер., 3
Тип. «Московский печатник». Москва, Лялин пер., 6. Зак. 1863