簡易夾具靜態(tài)測試可編程增益放大器

　　具有數(shù)字增益開關(guān)的儀表放大器具有顯著優(yōu)勢，例如節(jié)約電路板空間、由于減少焊點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。該特點使得這些IC放大器對雜散電磁場的敏感性要低得多，這是因為內(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。此外，塑料封裝和芯片的相對電容率值應(yīng)該高于空氣的相對電容率值。因此，進(jìn)入芯片的任何雜散場中的電子元件磁場強度都應(yīng)比周圍的磁場強度低。

　　由于無法直接觸及增益調(diào)整電路，所以需要在黑盒子里安置一個數(shù)字可編程增益放大器。但是，圖1中的簡易夾具有助于評估這些IC的一些靜態(tài)特性。這個夾具是由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)，以及一個高精度固定電阻分壓器組成。這些組件提供了一個毫伏范圍內(nèi)的輸出電壓。

　　將電阻分壓器的分壓比乘以所測試的可編程增益放大器的最大電壓增益會得到一個為1的值。該電路采用了最大容錯為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（被測設(shè)備）的兩個增益調(diào)整邏輯輸入設(shè)備和一個模擬裝置AD8253連接到短絞合導(dǎo)體上，以鍍金引腳終止。當(dāng)斷開這些引腳時，RF1和RF2迫使增益編程輸入A0和A1中的邏輯電平為低電平。若想在其中一個引腳上設(shè)置或兩個引腳上全部設(shè)置高電平，則應(yīng)將它們插入相應(yīng)的鍍金引腳中。兩個這樣的相應(yīng)引腳以機械和電力方式互連，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）。對應(yīng)電壓增益為1、10、100和1000。

　　評估程序包括在電阻器連接到IC1輸出設(shè)備以及從該設(shè)備斷開時，測量DUT的輸出電壓。這樣即可針對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輸出電壓有一個非零值，乍看這個電壓值可能很高。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。

　　在計算各自增益值的10.02mV和0V輸出電壓差值時，您會覺得十分驚喜，因為這些值與10.02mV乘以增益的理想值相比，差別小于0.05%。利用這項測試，您可以證實激光調(diào)阻增益設(shè)置的精確度。R2相對較低的值確保了來自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。因為在處理數(shù)十毫伏范圍和高電壓增益時，正確接地是必不可少的，必須在一個公共接點中將電源地線、數(shù)位地線和其他粗地線與纖細(xì)的信號地線相連。圖1用不同的斜線引向接地點說明了這個方法。

參考文獻(xiàn)

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