系统性能要求 本课题的主要任务是通过研究国内外运放测试仪的校准方法,改进实用性较强的标准参数模拟法,用指标更高的参数标准来校准运放测试仪,实现运放测试仪的自动化校准以及校准原始记录、校准证书的自动生成等。表2为本课题中研制的集成运放参数测试仪校准装置与市场上典型运放测试仪的技术指标比较情况。从表2可以看出,校准装置技术指标可以校准市场上的典型运放测试仪。
校准装置的硬件设计方案 校准方案覆盖了市场上运放测试仪给出的大部分参数,其中包括输入失调电压、输入失调电流、输入偏置电流等10个参数。通过研究集成运放参数“闭环测试原理”可知:有的参数校准要用到“闭环测试回路”,有的直接接上相应的标准仪器进行测量即可实现对仪器的校准。对于用到“闭环测试回路”的几个参数而言,主要通过补偿电源装置和模拟电源装置来校准。运放测试仪总体校准方案如图1所示。
集成运放参数测试仪校准装置软件设计 软件部分包括上位机软件和下位机软件设计。上位机软件完成PC与单片机的通信以及校准数据处理等工作;下位机软件即单片机源程序。本设计使用KeilC完成测试状态的转换、与上位机串行通信以及测试参数的实时显示等。1上位机软件设计上位机软件主要分为三部分:参数设置部分主要完成被校运放测试仪信息录入;校准部分完成各参数的校准;数据处理部分完成校准证书及原始记录的自动化报表。上位机软件主对话框如图4所示。“参数设置”部分主要完成被校运放测试仪的资料录入;“校准”部分主要通过下位机配合完成输入失调电压、输入失调电流等10个参数的校准过程;“生成校准证书”、“生成原始记录”、“预览校准证书”、“预览原始记录”主要实现校准数据的自动化处理。
集成运放参数测试仪校准装置的电压、电流等参数的不确定度来源,主要包括数字多用表、数字示波器、数字纳伏表的参数测量不准确,模拟校准装置和补偿校准装置给出参数的不准确,以及这些参数测量的重复性
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