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电压比较器VIO的开环测试(LM311)

发布时间:2008/6/2 0:00:00 访问次数:810

输入失调电压(vio)是电压比较器(以下简称比较器)一个重要的电性能参数,gb/t 6798-1996中,将其定义为“使输出电压为规定值时,两输入端间所加的直流补偿电压”。传统测试设备大都采用“被测器件(dut,device under test)-辅助运放”的测试模式,测试原理图见图1。

  在辅助运放a的作用下,整个系统构成稳定的闭环网络,从而使vd=0,则
  vc = -vs1·r1/r2

  这样,调节外加电源vs1即可控制dut的输出。当vc等于规定电压时,
  vio = va - vb
  显然    又vb=0
 

 所以


  通过测量辅助运放a的输出电压ve,便可换算出vio。
  在上述的闭环回路中,dut工作状态与普通运算放大器无异,这种测试的好处是可以通过外加电源vs1,方便地将dut的输出钳位在规定值,同时由于vio多为毫伏级,而将vio放大至伏特级进行测试,对测试设备的要求不高,但受干扰信号影响较大。
  美国credence公司研制的ic测试设备asl-1000,配置为dvi_300二块,acs、tmu、doal、mux各一块,而比较器与运算放大器在输出特性上的差异以及运放测试回路doal(dual op amp loop)的电路特点,决定了比较器在asl-1000上的测试,不能象测试运放那样,利用doal形成一个闭环网络,来实现dut的输出嵌位。所以,用两块force和measure源dvi_9、dvi_11,辅之以doal_8的部分资源,构成了vio的开环测试电路,图2为lm311(单比较器)vio的测试原理图。

  与闭环网络不同,这样的开环测试电路无法将dut的输出电压vout钳位于任意的规定值,因此采取了逐次逼近测试法,dvi_9_channel_0和dvi_11_channel_0被用做给dut提供工作电源,前者同时给上拉电阻r1供电,显然如果不提供r1,dut的vout不可能逼近规定的1.4v。dvi_11_channel_1对dut同向端施加电压,初始值为12mv,由于反向端接地,正常情况下,在dut输出端测量vout的dvi_9_channel_1测值应大于1.4v,然后按一定的步进减小同向端电压,一旦vout从大于1.4v跃变到小于或等于1.4v,即vout无限接近于1.4v时,便可认定此时施加在同向端的电压为目标测值vio。极端情况下,vout的初始测值就不大于1.4v或始终大于1.4v,则可置vio=999.9999mv,判定该芯片“损坏”。

  以下是在asl-1000上自行开发的lm311的vio测试程序vio_2.cpp。
#include "asl.h"
#pragma warning (disable:4244)
#include "vio_2.h"
void vio_2_user_init(test_function&func)
{
vio_2_params *ours;
ours=(vio_2_params*)func.params;
}
void vio_2(test_function&func)
{
vio_2_params *ours;
ours=(vio_2_params*)func.params;
float measured_v,vadj,v,vio;
int i;
board_hardware_init();
oal_8->open_relay(hv_buf_conn);
oal_8->open_relay(load_ref_gnd);
oal_8->close_relay(connect_loads);
oal_8->close_relay(load_ref_ext);
oal_8->close_relay(load_600);
dvi_9->set_current(dvi_channel_0,0.2);
dvi_11->set_current(dvi_channel_0,0.2);
dvi_9->set_voltage(dvi_channel_0,15); //vcc
dvi_11->set_voltage(dvi_channel_0, -15); //gnd
delay(1);
oal_8->close_relay(dut_out_out);
dvi_9->set_voltage_range(dvi_channel_1,positive_v_out,volt_20_range, fast_voltage_mode); //set measure range
dvi_9->set_current(dvi_channel_1,1.0e-6);
dvi_9->set_meas_mode(dvi_channel_1,dvi_measure_voltage);
func.dlog->power=power_milli;
vadj=0.0;
v=0.0120;
for(i=0; i<40; i++)
{
vadj=vadj/3-3.0e-4;
dvi_11->set_voltage(dvi_channel_1,v);
dvi_11->set_current(dvi_channel_1,1.0e-3);
delay(1);
measured_v=dvi_9->measure();
if (measured_v>1.4000) v=v+vadj;
else i=40;
}
if ((vio==0.0120)||(measured_v>1.4000)) vio=0.9999999;
else vio=v;
do_dlog(func,0,vio,ours->fail_bin,"");
board_hardware_init();
}

  上述电压比较器vio的开环测试,实现了由间接测试向直接测试的转化,适当减小步进(测试时间延长)可提高测试的分辨率,但却将asl-1000配置中所有的force和measure资源全部用完,因而在测试双比较器和四比较器时,将器件所

输入失调电压(vio)是电压比较器(以下简称比较器)一个重要的电性能参数,gb/t 6798-1996中,将其定义为“使输出电压为规定值时,两输入端间所加的直流补偿电压”。传统测试设备大都采用“被测器件(dut,device under test)-辅助运放”的测试模式,测试原理图见图1。

  在辅助运放a的作用下,整个系统构成稳定的闭环网络,从而使vd=0,则
  vc = -vs1·r1/r2

  这样,调节外加电源vs1即可控制dut的输出。当vc等于规定电压时,
  vio = va - vb
  显然    又vb=0
 

 所以


  通过测量辅助运放a的输出电压ve,便可换算出vio。
  在上述的闭环回路中,dut工作状态与普通运算放大器无异,这种测试的好处是可以通过外加电源vs1,方便地将dut的输出钳位在规定值,同时由于vio多为毫伏级,而将vio放大至伏特级进行测试,对测试设备的要求不高,但受干扰信号影响较大。
  美国credence公司研制的ic测试设备asl-1000,配置为dvi_300二块,acs、tmu、doal、mux各一块,而比较器与运算放大器在输出特性上的差异以及运放测试回路doal(dual op amp loop)的电路特点,决定了比较器在asl-1000上的测试,不能象测试运放那样,利用doal形成一个闭环网络,来实现dut的输出嵌位。所以,用两块force和measure源dvi_9、dvi_11,辅之以doal_8的部分资源,构成了vio的开环测试电路,图2为lm311(单比较器)vio的测试原理图。

  与闭环网络不同,这样的开环测试电路无法将dut的输出电压vout钳位于任意的规定值,因此采取了逐次逼近测试法,dvi_9_channel_0和dvi_11_channel_0被用做给dut提供工作电源,前者同时给上拉电阻r1供电,显然如果不提供r1,dut的vout不可能逼近规定的1.4v。dvi_11_channel_1对dut同向端施加电压,初始值为12mv,由于反向端接地,正常情况下,在dut输出端测量vout的dvi_9_channel_1测值应大于1.4v,然后按一定的步进减小同向端电压,一旦vout从大于1.4v跃变到小于或等于1.4v,即vout无限接近于1.4v时,便可认定此时施加在同向端的电压为目标测值vio。极端情况下,vout的初始测值就不大于1.4v或始终大于1.4v,则可置vio=999.9999mv,判定该芯片“损坏”。

  以下是在asl-1000上自行开发的lm311的vio测试程序vio_2.cpp。
#include "asl.h"
#pragma warning (disable:4244)
#include "vio_2.h"
void vio_2_user_init(test_function&func)
{
vio_2_params *ours;
ours=(vio_2_params*)func.params;
}
void vio_2(test_function&func)
{
vio_2_params *ours;
ours=(vio_2_params*)func.params;
float measured_v,vadj,v,vio;
int i;
board_hardware_init();
oal_8->open_relay(hv_buf_conn);
oal_8->open_relay(load_ref_gnd);
oal_8->close_relay(connect_loads);
oal_8->close_relay(load_ref_ext);
oal_8->close_relay(load_600);
dvi_9->set_current(dvi_channel_0,0.2);
dvi_11->set_current(dvi_channel_0,0.2);
dvi_9->set_voltage(dvi_channel_0,15); //vcc
dvi_11->set_voltage(dvi_channel_0, -15); //gnd
delay(1);
oal_8->close_relay(dut_out_out);
dvi_9->set_voltage_range(dvi_channel_1,positive_v_out,volt_20_range, fast_voltage_mode); //set measure range
dvi_9->set_current(dvi_channel_1,1.0e-6);
dvi_9->set_meas_mode(dvi_channel_1,dvi_measure_voltage);
func.dlog->power=power_milli;
vadj=0.0;
v=0.0120;
for(i=0; i<40; i++)
{
vadj=vadj/3-3.0e-4;
dvi_11->set_voltage(dvi_channel_1,v);
dvi_11->set_current(dvi_channel_1,1.0e-3);
delay(1);
measured_v=dvi_9->measure();
if (measured_v>1.4000) v=v+vadj;
else i=40;
}
if ((vio==0.0120)||(measured_v>1.4000)) vio=0.9999999;
else vio=v;
do_dlog(func,0,vio,ours->fail_bin,"");
board_hardware_init();
}

  上述电压比较器vio的开环测试,实现了由间接测试向直接测试的转化,适当减小步进(测试时间延长)可提高测试的分辨率,但却将asl-1000配置中所有的force和measure资源全部用完,因而在测试双比较器和四比较器时,将器件所

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