Появление инструментальных усилителей с цифровым переключением коэффициента усиления дает очевидные преимущества, такие как экономия места на плате, более высокая надежность за счет меньшего количества паяных соединений и меньшая общая стоимость. Эти ценные свойства обусловлены тем, что цепи установки коэффициента усиления являются неотъемлемой частью монолитных микросхем. Эта особенность делает такие микросхемы усилителей гораздо менее чувствительными к паразитным электромагнитным полям, поскольку площадь внутренних резисторов составляет ничтожно малую долю по сравнению с дискретными резисторами, использовавшимися ранее для установки коэффициента усиления. Кроме того, относительная диэлектрическая проницаемость пластикового корпуса и кремниевого чипа выше, чем у воздуха. Как следствие, напряженность электрической составляющей любого постороннего поля, проникающего в чип, ниже, чем в окружающей среде.
Поскольку цепи установки коэффициента усиления напрямую недоступны, усилитель с цифровым программированием усиления представляет собой черный ящик. Однако простое приспособление, показанное на Рисунке 1, может помочь оценить некоторые статические характеристики этих микросхем. Устройство состоит из микросхемы источника опорного напряжения 10 В REF01 (IC1), устаревшего, но все еще являющегося превосходным отраслевым стандартом, и высокоточного фиксированного резистивного делителя. Эти компоненты обеспечивают выходное напряжение милливольтового диапазона.
 |
|
| Рисунок 1. | Эта схема, состоящая из небольшого количества компонентов, позволяет выполнять собственное независимое тестирование основных статических характеристик усилителей с цифровым программированием усиления. |
Умножение коэффициента деления резистивного делителя на максимальный коэффициент усиления напряжения тестируемого усилителя с программируемым коэффициентом усиления должно дать значение, равное единице. В схеме используются пленочные резисторы таблеточного типа с отклонением сопротивления не более 0.1%, что дает на выходе делителя напряжение 10.02 мВ. К двум логическим входам A0 и A1, задающим усиление тестируемого устройства AD8253, присоединены короткие проводники, заканчивающиеся позолоченными штыревыми контактами, подключенными к двум гнездам. Когда эти контакты отсоединены, резисторы RF1 и RF2 устанавливают на входах программирования усиления низкий логический уровень. Чтобы установить высокий уровень на одном или обоих входах, штыри нужно вставить в позолоченные ответные части. После соединения пара контактов остается под потенциалом VS. Тестируемое устройство использует все перестановки двоичных логических значений A0 и A1 (см. Datasheet Analog Devices AD8253). Соответствующие коэффициенты усиления напряжения равны единице, 10, 100 и 1000.
Процедура оценки включает измерение выходного напряжения тестируемого устройства при резисторе R1, подключенном к выходу IC1 и отключенном от него. Таким образом, для всех коэффициентов усиления будет получено выходное напряжение 10.02 мВ, умноженное на коэффициент усиления, и 0 В. На самом деле выходное напряжение 0 В имеет ненулевое значение из-за входного напряжения смещения; на первый взгляд это напряжение может показаться высоким. Однако любые доли милливольта входного напряжения смещения, умноженные на коэффициент усиления 1000, дают на выходе доли вольта.
При вычислении разности выходных напряжений 10.02 мВ и 0 В для соответствующих значений коэффициента усиления вас ждет приятный сюрприз. Эти значения отличаются от идеального значения 10.02 мВ, умноженного на коэффициент усиления, менее чем на 0.05%. С помощью этого теста можно подтвердить точность лазерной подгонки сопротивлений резисторов, устанавливающих коэффициент усиления. Относительно низкое сопротивление резистора R2 гарантирует, что дополнительная ошибка смещения нуля, возникающая из-за входного тока смещения тестируемого устройства, имеет значение менее 3 мкВ, тогда как типовое значение составляет 0.5 мкВ. Поскольку правильное заземление является абсолютной необходимостью при работе со шкалой в десятки милливольт и большими коэффициентами усиления напряжения, земли питания, цифровую землю и другие земли необходимо соединить в одной общей точке. Схема на Рисунке 1 иллюстрирует этот подход с использованием необычных наклонных линий для земляных проводов.
Купить AD8253 на РадиоЛоцман.Цены
