簡(jiǎn)易夾具靜態(tài)測(cè)試可編程增益放大器

　　具有數(shù)字增益開(kāi)關(guān)的儀表放大器具有顯著優(yōu)勢(shì)，例如節(jié)約電路板空間、由于減少焊點(diǎn)而提高可靠性以及降低總成本等。這些重要特性的根源在于增益調(diào)整網(wǎng)絡(luò)是單片IC的必要組成部分。該特點(diǎn)使得這些IC放大器對(duì)雜散電磁場(chǎng)的敏感性要低得多，這是因?yàn)閮?nèi)部電阻器區(qū)域在先前使用的離散式增益調(diào)整電阻器中可忽略不計(jì)。此外，塑料封裝和芯片的相對(duì)電容率值應(yīng)該高于空氣的相對(duì)電容率值。因此，進(jìn)入芯片的任何雜散場(chǎng)中的電子元件磁場(chǎng)強(qiáng)度都應(yīng)比周?chē)拇艌?chǎng)強(qiáng)度低。

　　由于無(wú)法直接觸及增益調(diào)整電路，所以需要在黑盒子里安置一個(gè)數(shù)字可編程增益放大器。但是，圖1中的簡(jiǎn)易夾具有助于評(píng)估這些IC的一些靜態(tài)特性。這個(gè)夾具是由AnalogDevices公司的10VREF01基準(zhǔn)電壓電池、IC1、較老但仍舊適用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以及一個(gè)高精度固定電阻分壓器組成。這些組件提供了一個(gè)毫伏范圍內(nèi)的輸出電壓。

　　將電阻分壓器的分壓比乘以所測(cè)試的可編程增益放大器的最大電壓增益會(huì)得到一個(gè)為1的值。該電路采用了最大容錯(cuò)為0.1%的片式薄膜電阻器，在分壓器輸出中產(chǎn)生10.02mV的電壓。將DUT（被測(cè)設(shè)備）的兩個(gè)增益調(diào)整邏輯輸入設(shè)備和一個(gè)模擬裝置AD8253連接到短絞合導(dǎo)體上，以鍍金引腳終止。當(dāng)斷開(kāi)這些引腳時(shí)，RF1和RF2迫使增益編程輸入A0和A1中的邏輯電平為低電平。若想在其中一個(gè)引腳上設(shè)置或兩個(gè)引腳上全部設(shè)置高電平，則應(yīng)將它們插入相應(yīng)的鍍金引腳中。兩個(gè)這樣的相應(yīng)引腳以機(jī)械和電力方式互連，并保持在VS電位上。DUT采用A0和A1邏輯中二進(jìn)制值的全部排列（參考文獻(xiàn)1）。對(duì)應(yīng)電壓增益為1、10、100和1000。

　　評(píng)估程序包括在電阻器連接到IC1輸出設(shè)備以及從該設(shè)備斷開(kāi)時(shí)，測(cè)量DUT的輸出電壓。這樣即可針對(duì)所有輸出增益獲得增益乘以10.02mV和0V的輸出電壓。由于輸入電壓偏移導(dǎo)致0V輸出電壓有一個(gè)非零值，乍看這個(gè)電壓值可能很高。但是，1mV輸入電壓偏移的分?jǐn)?shù)乘以值為1000的增益所產(chǎn)生的輸出電壓都不到1V。

　　在計(jì)算各自增益值的10.02mV和0V輸出電壓差值時(shí)，您會(huì)覺(jué)得十分驚喜，因?yàn)檫@些值與10.02mV乘以增益的理想值相比，差別小于0.05%。利用這項(xiàng)測(cè)試，您可以證實(shí)激光調(diào)阻增益設(shè)置的精確度。R2相對(duì)較低的值確保了來(lái)自DUT的輸入偏置電流產(chǎn)生的額外輸入偏移誤差值低于3mV，而標(biāo)準(zhǔn)為0.5mV。因?yàn)樵谔幚頂?shù)十毫伏范圍和高電壓增益時(shí)，正確接地是必不可少的，必須在一個(gè)公共接點(diǎn)中將電源地線、數(shù)位地線和其他粗地線與纖細(xì)的信號(hào)地線相連。圖1用不同的斜線引向接地點(diǎn)說(shuō)明了這個(gè)方法。

參考文獻(xiàn)

1. “AD8253 10 MHz, 20V/ms, G="1", 10, 100, 1000 iCMOS Programmable Gain Instrumentation Amplifier”，Analog Devices。