УДК 621.3.04Ф.ТТ.О&кОООМ Группа Э2»
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ стандарт союза ССР
МИ КРОСХЕМЫ И НТЕГРАЛЬНЫЕ
Метод измерения входных токов и размести входных токов операционных усилителей и компараторов напряжения
Integrated circuits. Method of measuring the input currents and input bias curretii of operational amplifiers and. voltage comparators
•OKU 62 ЭКЮ
ГОСТ 23089.4—83
Срок действия с 01 0! S4 до 0301 94
Настоящий стандарт распространяется на усилители операционные (ОУ) и компараторы напряжения (КН) и устанавливает метод измерения входных токов Лкь /oxi, среднего входного тока /зх и разности входных токов А/пх.
Общие требования к измерению н требования безопасности — л о ГОСТ 23089.0—78.
Стандарт соответствует СТ СЭВ 3411—81 в части метода измерения входного тока и разности входных токов (см. приложение I).
( Измененная редакция. Изм. № 1).
I. ПРИНЦИП И УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЙ
1.1. 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.
1.1, 1.2. (Измененная редакция. Изм.№ I).
Издание официальное ★
Настоящий стандарт нт может быть полностью или частично воспроизвелся, тиражирован и распространен без разрешения Госстандарта СССР
■ 30
2 АППАРАТУРА
ГОСТ 23049.4—8» с. ?
2.1. Измерения следует проводить на установке, электрическая структурная схема которой приведена на черт. 1.
При измерении ОУ с одним входом резисторы R2. W, R6 устройство коммутации S2 и устройство выборки и хранения DS исключают из структурной электрической схемы установки.
ОЛ — ИравсрпсМЫЙ КН ИЛИ ОУ. Л — UUlu.MOtUTC.tMbie yclpi>» <Ж| балансировки (B.Vbi; G>, (it. 6.? — ж «хин к и постоя я-иото напряжения: Х>5 — )<ч»#с1ю выборки и хранения; PVt. PVg _ ткерииа пакмиялга шпрнмнгж»: KI. Nt, Hi. Л« — ptoKti^K Л«м*гме4 и«приоя-нм: Я}. К4 — токосъемные резисторы. Si, S2 — устройства вомиупцаи; »1 — ■пиреи
РУ«хл»Я ие.г ОУ - uieMMoepTupyMuMfl sx«
Черт. 1
2.2. При измерении по измерительной установке кроме /»хь 1ш, /»х, Мъх параметров К^.и, Лое <♦ допускается соединение проверяемого ОУ или КН и вспомогательного устройства балансировки делителем, приведенным на черт. 2.
зг
С 3 ГОСТ 23 089.4-83
2.3. Источники постоянного напряжения 6'1 и 6'2 должны обеспечивать установление и поддержание напряжения, установленного в стандартах или технических условиях иа ОУ «ли КН конкретных типовое погрешностью в пределах ±1 %.
2.4. Источник постоянного напряжения G3 должен обеспечивать установление напряжения покоя на выходе проверяемого ОУ или КН, установленного в стандартах млн технических условиях на ОУ или КН конкретных типов, с погрешностью в пределах ±1 %.
Напряжение источника постоянного напряжения G3 выбирают из условия:
при наличии делителя
^"-й^Г '^ (D
где 1/вз — напряжение источника постоянного напряжения 63;
Уп — напряжение покоя на выходе проверяемого ОУ или КН, установленное в стандартах или технических условиях на ОУ или КН конкретных типов;
при отсутствии делителя
U^U,. (2)
Измерение напряжения источника G3 за время измерения не должно превышать значения
|ЛУ(и1<.0,001 |^/и< if in|/?t'Kv.t!.mln, (3)
где ЛУОэ — изменение напряжения источника G3;
A/ex.mJn — минимальное значение разности входных токов проверяемого ОУ или КН;
Ку. и, тш — минимальное значение коэффициента усиления проверяемого ОУ или КН.
2.5. Погрешность измерителей РИ1, PV2 должна быть в пределах ±1 %.
2.6. Сопротивление резисторов RJ и R2 выбирают из условий 0) и (5)
1 №,,.„.„<-R, <0.005/?м. (4)
^-А\, (5)
где Ra. т»к — максимальное значение контактных сопротивлений и соединителей, используемых в из мерительной установке;
Rox — входное дифференциальное сопротивление проверяемого ОУ или КН.
Допустимое отклонение сопротивления резисторов /?1 и R2 должно быть в пределах =0,5 %.
2.7. Сопротивление резистора А?3 выбирают из условия ^«^Ol^.^^,,,,, (6)
32
ГОСТ 23089.4-83. С. 4
при этом оно должно соответствовать условию (7) при наличии устройства DS
[^ ^ +^ ^] ' ^ ^-l. ^ а при отсутствии устройства DS условию
[ 1°—»1+с+ х^У • ^~ ^l"—J. ®
где К„. сф, min — минимальное синфазное входное сопротивление проверяемого ОУ или КН;
bUDs — абсолютная погрешность выборки и изменение выходного напряжения устройства DS?
5 —произведение |/»»i.m.x-/?>| или |/Sxt.™x^M;
leu,™»»* h^.max — максимальные значения входных токов проверяемого ОУ или КН;
СЛ, — максимальное значение выходного напряжения
ВУБ;
Um. тех — максимальное значение напряжения смешения проверяемого ОУ или КН.
Допустимое отклонение сопротивления резистора КЗ должно быть в пределах ± 0,5 %.
2.8. Сопротивление резистора /?4 выбирают из условия
R^R.. (9)
Допустимое отклонение сопротивления резистора ^4 должно быть в пределах ±0,5 %.
Допустимый относительный разброс токосъемных резисторов должен соответствовать условию
<0,01 , (Ю)
'пх.№*Х
где /Вх, ток — максимальное значение среднего входного тока проверяемого ОУ или КН.
2.9. Сопротивление резистора R5 выбирают из условий (в).
Допустимое отклонение сопротивления резистора R5 быть в пределах ±0,5 %.
2.10. Сопротивление резистора Кб выбирают из условия __Л»__. НЛм .mixl %+Л " W'os.mawl ’
(7) или
должно
Н0а)
где Vos, max ~" М аксимальное выходное напряжение устройства DS.
Допустимое отклонение сопротивления резистора /?6 должно быть в пределах *0,5 %.
2 Зах 23®
33
С. 5 ГОСТ 23OW.4—8$
2.11. Сопротивление резисторов R7 и J?8 выбирают из условий (Юб) и (1Ов)
^>Ка, (106)
Rs=^, (Юн)
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 н Я8 должно быть в пределах ±0,5 %.
2.12. Коэффициент усиления вспомогательного устройства ба-лансиронки А вы/зираЮТ из условия
Ку о> . (10г)
где Ку у — коэффициент усиления вспомогательного устройства балансировки А.
Коэффициент усилении вспомогательного устройства балансировки Л при разомкнутой обратной связи должен быть более 60 дБ. Вспомогательное устройство балансировки А может быть исключено из схемы измерительной установки при выполнении условия
Ку.ь>ил>163 -^^- . (Юл)
2.13. Устройство выборки и хранения DS должно обеспечивать компенсацию напряжения смешения нуля проверяемого ОУ или КН и хранение напряжения выборки на время измерения.
Максимальное выходное напряжение устройства выборки и хранения DS должно соответствовать условию
i^os.^iOlt'c.^xl -*^_ . (Юе)
Изменение выходного напряжения устройства выборки к хранения DS за время измерения нс должно превышать значения
l^'osKO^I -^^- -l^inl Я„ (Юж)
где /пчп — минимальное значение одного из параметров /»жь Л«ь Д^»х проверяемого ОУ или КН.
Устройство выборки и хранения DS и резистор R6 могут быть исключены из схемы измерительной установка при выполнении условия
[ w-~'l+s 1 -i?Sd ^^ <|i'—■'■ (10н>
ГОСТ 23089.4-R3 С. б
2.14. Значение термо-э. д. с замкнутых контактов устройств коммутации S1, 52 должно соответствовать условию
^<jlt^1-. <10к)
где £5 — значение термо-э. д. с замкнутых контактов устройств коммутации 51, 52;
2.15. Точки утечки между точками: al (a2) — общий провод, «1 (а2) — места подключения источников постоянного напряжения G1, G2; al (а2) — источники напряжения управления устройствами коммутации 51 и 52 должны быть в пределах ± 1 % минимального входного тока проверяемого ОУ или КН.
2.16. Измерительные приборы и элементы, указанные в электрической структурной схиме- (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- н пикоамперного диапазонов следует резисторы токосъемные R3 и R4 заменить интегрирующими конденсаторами 6’1 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
|дад<0,001| d/M1Wi4 ■ В ■ Ку. v.cin. (1 Ол >
В=-£-. (Юм)
/„> loots.«пах» (Юн)
где L — время интегрирования входных токов проверяемого ОУ или КН;
г еле»
Л, тих — максимальное время срабатывания устройств коммутации S1, 52.
2.17.2. Измеритель PV2 должен обеспечивать преобразование скорости нарастания напряжения на его входе вгяа пряжение постоянного тока и* или по временной интервал tx н измерять эти значения.
Погрешность коэффициента преобразования Кп должна быть в предела х ± 2 %,
Погрешность измерения напряжения постоянного тока или временного интервала должна быть в пределах ± I %.
2.17.3. Емкость конденсатора С1 выбирают из условия
С^ЮОСя, (Юп)
2» as
С. 7 ГОСТ 23089.4-S3
где Си — монтажная емкость между точками al (a2) и общим проводом.
При этом должны удовлетворять условия (7) и (8), где Б — произведение |/вм.т»х- —^— |и.1и|/0,2.та1 —~- |.
Допустимое отклонение емкости конденсатора С! должно быть в пределах ± ! %.
2.I7.4. Емкость конденсатора С2 выбирают из условия
С>С,. (Юр)
Допустимое отклонение емкости конденсатора С2 должно быть в пределах ± ) %.
Допустимый относительный разброс емкостей конденсаторов С! и С2с учетом шунтирующих или монтажных емкостей должен соответствовать условию
^-^ <о,о2 J^sishiL . (Юс)
с 'хх.тлх
2.I7.5. Сопротивление резистора Я5 выбирают из условий (7) и (8) с произведением: Б по п. 2.17.3.
Допустимое отклонение сопротивления /?5 должно быть в пределах ±0.5 %.
2.I7.6. Изменение выходного напряжения устройства выборки и хранения ОБ за время измерения не должно превышать значения
Ц6^ «0,001-^t&- .|/1„1П|.В. (|0т)
Устройство выборки и хранения DS н резистор Я6 могут быть исключены из схемы измерительной установки при выполнении условия (I Он) с произведением Б по n. 2.17.3.
Разд. 2. (Измененная редакция, Изм. № I)
3 ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ
3.!. Подключают ОУ млн КН к измерительной установке.
(Измененная редакция, Нам. №1)
3.2. Устанавливают устройства коммутации 51 и 52 в положение 2.
3.3. Подают напряжение от источников постоянного напряжения G1, 62 и 63.
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 23 089.4-83 С. $
При отсутствии устройства DS измеряют напряжение Uxl измерителем постоянного напряжения PV2.
(Измененная редакция, Изм. № 1)
3.5. Переводят устройство выборки н хранения в режим .хранения.
3.6. Устанавливают устройство коммутации 51 в положение 1 (52 в положение 2) и измеряют напряжение Uti (или временной интервал Л») измерителем PV2.
3.7. Устанавливают устройства коммутации 51 в положение 2, S2 в положение 1 и измеряют напряжение Uxi (временной интервал 1<2) измерителем PV2.
3.8. Устанавливают устройство коммутации 51 в положение I (52 положение 1) и измеряют напряжение Uxi (временной интервал 4s) измерителем RV2.
3.6—3.8. (Измененная редакция, Изм. № 1).
4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Значение входного тока ОУ или КН по инвертирующему входу определяют по формуле
Л..=- «Л ^-в«>' -ЯГ нт
или
м^Г • — - <11а>
где К„ — коэффициент передачи преобразования скорости нарастания напряжения на выходе проверяемого ОУ или КН
|,л" у-”- -W ■ тйг ■ <*,б>
4.2. Значение входного тока ОУ или КН по неннвертнрующему входу определяют по формуле
^-Х^ '^-и^- -4г • U2)
или /„,— -^- - ^С’ . (12а)
или /в„= -^- • 7^^- - (12б>
4.3. Значение разности входных токов ОУ или КН определяют по формуле
^..= ₽7±kT ■ ’^‘-^■> • 4г < 13>
— '”- тйг ■ ^ - <'*•>
эт
С,. 9 ГОСТ 230^9.4-8#
гле с= -£i±£s_
- ^= ^ • Т^ •
4.4. Значение среднего входного тока ОУ или КН определяют по формуле
Г”~ ^Ь^Г ■ ^-^ ' 2^ • ( Н)
или /,t- -^^ ‘{U^U^}. ^- , (14а)
ИЛИ /,ч > ^Ri ’ 2О^;ГНСГ • <|4б>
Разд, 4. (Измененная редакция. Изм. № 1).
5 ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИИ
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 резисто-|>ами, определяют ни формуле
«< =±2,97)/ 2(Х*ЙГ) 4+»5m + '^ 05)
«НМ-М^ЬН^
+.!,(а‘-й-)3- "st
Погрешность измерения входных токов и разности входных то-кой с ■интегрирующими конденсаторами определяют по формуле
йп-±2.9 7 /7/3^7^ (17)
^Чт^Л^Н-^)’’ <|8>
а погрешность измерения среднего входного тока с интегрнрую-дцими конденсаторами определяют по формуле
• *ш- ±2,97 |/ 2 (-^^- Аа + ^1£+ (^^ ^ , (19)
«8
ГОСТ 23089.4-83 С. IQ
где dr — погрешность измерения с токосъемными резисторами проверяемого ОУ или КН;
Он — погрешность измерения входных токов и разности вход
ных токов с интегрирующими конденсаторами проверяемого ОУ или КН;
din — погрешность измерения среднего входного тока с интегрирующими конденсаторами проверяемого ОУ или КН;
da - допустимое отклонение сопротивления резисторов /?1 и ₽5;
Utn, Um — равно значению Ь\3. Ur\ при определении /»хь ихз, Uxi > » /»яг;
^, их1
их3, их3
>
>
АЛг.
бди — допустимое отклонение сопротивления резисторов ЯЗ и Я4;
dew — допустимое отклонение емкости конденсаторов С1 к С2; 6х, —погрешность коэффициента передачи преобразования Кп
скорости нарастания напряжения на выходе проверяемого ОУ пли КН;
dpv3 — погрешность измерителя PV2;
APt, ЛР1 — соответственно Ux2 (txi) и Ux3 Ux^-, dt — погрешность установления и поддержания напряжения питдипл проверяемого ОУ или КП;
di — погрешность установления и поддержания напряжения покоя на выходе проверяемого ОУ или КН;
Аз — погрешность выделения произведений:
для токосъемных резисторов Гхх\ • /?з и /,я2 • Rjt, при измерении параметров Д/м. определяют по формуле
IR,-JM, max Ux
Rt ' iAT^T ;
(20 >
для интегрирующих конденсаторов /„,- -— и /,„ -^— при измерении параметра Л/«>, определяют по формуле
Л I -1— С5|. тэх
(21 >
di — погрешность суммирования сигналов на входе ВУБ определяют по формуле
^i JSzz*^. ; (2i>
ds — погрешность сигнала на выходе проверяемого ОУ или КН от наличия токов утечки между точками: al (a2) — общий провод; al (e2j — места подключения источни-
39
«С. II ГОСТ 23089.4—Ы
ков постоянного напряжения GJ, G2; al (а2) источники напряжения управления устройствами коммутации 5! и 52;
Йе — погрешность сигнала на выходе проверяемого ОУ или КН от наличия эквивалентного выходного напряжения шумов проверяемого ОУ или КН;
Л? — погрешность установления и поддержания температуры окружающей среды;
Йе —- для намерения 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 к поддержания времени интегрирования /м;
01 — коэффициент влияния напряжения питания проверяемого ОУ или КН на измеряемый параметр;
a 2 — коэффициент влияния напряжения покоя на выходе проверяемого ОУ или КН на измеряемый параметр;
аЗ — коэффициент влияли я погрешности произведений htrRi', 1^2-Re,
^«м‘ “^“ 11 ^ха* ■7^' на измеряемый параметр;
а4 — коэффициент влияния погрешности суммирования сигналов на входе В УБ на измеряемый параметр;
а5 — коэффициент влияния наличия токов утечки на измеряемый параметр;
аб — коэффициент влияния эквивалентного выходного напряжения шумов проверяемого ОУ или КН на измеряемый параметр;
о7 — коэффициент влияния температуры окружающей среды на измеряемый параметр;
о8 — для измерения с токосъемными резисторами — коэффициент влияния наличия термо-э. д. с замкнутых контактов устройств коммутации 51, 52 из измеряемый параметр.’ я для намерения с интегрирующими конденсаторами — коэффициент влияния времени интегрирования /Sl на измеряемый параметр.
От К] до Кя — предельные коэффициенты зависящие от закона распределения соответствующей погрешности от Л| ДО Йе-
К, = Кг = К, = Kt = К* - К* = К* ~ 1,73
Я, = 3
(Измененная редакция, Изм. № 1.2)
40
ГОСТ 23089.4-83 С- 1?
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
Сирлоеччсе
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ О СООТВЕТСТВИИ
ГОСТ 23089.4—ИЗ СТ СЭВ 3411—81
ГОСТ 23089 4— 83 соответствует п 2.3 СТ СЭВ ЗИ I -81.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. (Исключено. Изм. М 1).
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
I. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 09.09.83 № 4 165
2. Срок проверки — 1992 г.
3. Стандарт соответствует СТ СЭВ 3411—81 в части метода измерения входного тока и разности входных токов
4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
<МоЭ1ичевие ШД. НА КОННЫЙ Л^НД ССМЛ>:й | 1Ьм.р ПУ'КГ.1 |
ГОСТ 23089.0—78 | В-исанзп часть |
6. Переиздание (декабрь 1991 г.) с Изменениями № I. №2. утвержденными в феврале 1986 г., августе 1989 г. (ИУС 6—8 6,12—89)
7. Проверен в 1988 г. Срок действия продлен до <11.01.94 (Постановление Госстандарта СССР от 28.06.8-8 № 2429)
