一种运放开环直流增益的测量方法及电路与流程

本发明涉及直流无刷电机控制，特别是涉及一种运放开环直流增益的测量方法及电路。

背景技术：

1、运放的参数很重要，不必赘述，但是在测量这些参数的时候，受限于测量设备的精度，或者运放本身的温漂以及外界干扰等带来的影响，造成测量结果很不准确。运算放大器是差分输入、单端输出的极高增益放大器，常用于高精度模拟电路，因此必须精确测量其性能。但在开环测量中，其开环增益可能高达107或更高，而拾取、杂散电流或塞贝克(热电偶)效应可能会在放大器输入端产生非常小的电压，这样误差将难以避免。传统测量运放开环直流增益的方法和弊端主要是不精确、不稳定。

2、传统的运放增益测量方法包括：根据定义测量：电压输入vin通过电阻r1，r2的分压衰减了101倍，施加在运放的输入端。对不同直流电压信号vin，测量运放的对应的输出直流信号vout，便可以描绘出输入输出之间的关系曲线，通过直线回归该曲线，通过直线的斜率便可以获得运放的开环增益了。利用上述方案测量运放开环增益，虽然概念清晰，电路简单，但不是实用的测量电路，因为开环的运放电路会很不稳定。运放的开环增益非常大，通常会在10的5次方到10的8次方。直接使用上述运放开环测量方案，电路中的任何微信干扰信号(引线感应的干扰信号、接线头所产生的原电池、热电偶效应)都会引起运放的输出产生很大的波动，甚至进入饱和状态。复用辅助运放，接一个衰减信号的反馈，然后测放大的误差，反推开环增益。增益为vs/[vo(ri/(ri+rf))]，由于被测运放和辅助运放都存在着固有的输入失调电压，从而得出的开环直流增益也存在着一定的误，且辅助运放为了得到最大程度的放大被测信号而接成了开环的形式，全带宽的工作容易把引线感应的干扰信号等干扰信号也放大，从而进一步带来测量误差。

技术实现思路

1、本发明就是要解决这些问题，在不需要精密仪器参与的情况下，精确、稳定地测量运放的开环直流增益，本发明提供了一种运放开环直流增益的测量方法及电路。

2、本发明提供的技术方案如下：

3、在一些实施方式中，本发明提供一种运放开环直流增益的测量电路，包括：

4、待测运放电路，所述待测运放电路包括待测运算放大器；

5、辅助测量电路，所述辅助测量电路包括开关；

6、其中，所述开关连接于所述待测运算放大器的输出端，所述待测运算放大器的正相输入端，并接入外部电压；所述开关断开时，测量所述待测运算放大器的正相输入端的第一电压；所述开关闭合时，测量所述待测运算放大器的正相输入端的第二电压；根据所述第一电压和所述第二电压的差值计算所述待测运算放大器的开环直流增益。

7、在一些实施方式中，所述待测运放电路，还包括：第一分压电阻、第二分压电阻；

8、所述第一分压电阻，与所述待测运算放大器的正相输入端连接，所述第二分压电阻，与所述待测运算放大器的正相输入端、所述待测运算放大器的输出端连接，用于对所述待测运算放大器进行分压；

9、其中，所述第一分压电阻和所述第二分压电阻分压后的电压接入所述待测运算放大器的输出端，通过测量所述待测运算放大器的输出端的电压计算所述待测运算放大器的电压。

10、在一些实施方式中，所述辅助测量电路，还包括：第三分压电阻、第四分压电阻；

11、所述第三分压电阻，与所述待测运算放大器的输出端、所述开关连接，所述第四分压电阻，与所述开关、所述外部电压连接，用于对所述开关的电压进行分压，使得所述待测运算放大器的输出端在所述开关闭合后接入所述外部电压。

12、在一些实施方式中，所述辅助测量电路，还包括：辅助运算放大器，模数转换器；

13、所述辅助运算放大器的反相输入端与所述第三分压电阻连接；

14、所述辅助运算放大器的正相输入端接地，所述辅助运算放大器的输入端与所述第二分压电阻、所述辅助运算放大器的反相输入端、所述模数转换器连接；

15、其中，所述辅助运算放大器输出所述第一电压和所述第二电压至所述模数转换器，以供计算所述待测运算放大器的开环直流增益。

16、在一些实施方式中，所述辅助测量电路，还包括：辅助电容；

17、所述辅助电容连接于所述辅助运算放大器的反相输入端和所述辅助运算放大器的输出端之间，用于限制所述辅助运算放大器的工作频率区间，以测量所述辅助运算放大器的输出电压。

18、在一些实施方式中，本发明还提供一种运放开环直流增益的测量方法，包括：

19、通过辅助测量电路的开关连接于待测运算放大器的输出端，待测运算放大器的正相输入端，并接入外部电压；

20、当所述开关断开时，测量所述待测运算放大器的正相输入端的第一电压；

21、当所述开关闭合时，测量所述待测运算放大器的正相输入端的第二电压；

22、根据所述第一电压和所述第二电压的差值计算所述待测运算放大器的开环直流增益。

23、在一些实施方式中，还包括：

24、通过所述待测运放电路的第一分压电阻和第二分压电阻对所述待测运算放大器进行分压；

25、所述第一分压电阻和所述第二分压电阻分压后的电压接入所述待测运算放大器的输出端；

26、通过测量所述待测运算放大器的输出端的电压计算所述待测运算放大器的电压。

27、在一些实施方式中，还包括：

28、通过所述辅助测量电路的第三分压电阻、第四分压电阻对所述开关的电压进行分压，使得所述待测运算放大器的输出端在所述开关闭合后接入所述外部电压。

29、在一些实施方式中，还包括：

30、通过所述辅助测量电路的辅助运算放大器输出所述第一电压和所述第二电压至所述辅助测量电路的模数转换器，以供计算所述待测运算放大器的开环直流增益。

31、在一些实施方式中，还包括：

32、通过所述辅助测量电路的辅助电容限制所述辅助运算放大器的工作频率区间，以测量所述辅助运算放大器的输出电压。

33、本发明提供的一种运放开环直流增益的测量方法及电路至少具有以下有益效果：本发明提供测量输入失调电压的电路，在开关闭合或断开时测量输入失调电压，以供计算开环直流增益，电路简单，输出稳定，测量精确，减少因干扰带来的误差。

技术特征：

1.一种运放开环直流增益的测量电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种运放开环直流增益的测量电路，其特征在于，所述辅助测量电路，还包括：第三分压电阻、第四分压电阻；

3.根据权利要求2所述的一种运放开环直流增益的测量电路，其特征在于，所述辅助测量电路，还包括：辅助运算放大器，模数转换器；

4.根据权利要求3所述的一种运放开环直流增益的测量电路，其特征在于，所述辅助测量电路，还包括：辅助电容；

5.一种运放开环直流增益的测量方法，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的一种运放开环直流增益的测量方法，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求6所述的一种运放开环直流增益的测量方法，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求7所述的一种运放开环直流增益的测量方法，其特征在于，还包括：

技术总结
本发明属于直流无刷电机控制技术领域，提供一种运放开环直流增益的测量方法及电路，测量电路包括：待测运放电路，所述待测运放电路包括待测运算放大器；辅助测量电路，所述辅助测量电路包括开关；其中，所述开关连接于所述待测运算放大器的输出端，所述待测运算放大器的正相输入端，并接入外部电压；所述开关断开时，测量所述待测运算放大器的正相输入端的第一电压；所述开关闭合时，测量所述待测运算放大器的正相输入端的第二电压；根据所述第一电压和所述第二电压的差值计算所述待测运算放大器的开环直流增益。

技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：上海灵动微电子股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15