用于測(cè)試運(yùn)算放大器建立時(shí)間的設(shè)備設(shè)計(jì)

用于測(cè)試運(yùn)算放大器建立時(shí)間的基本設(shè)備包括：一個(gè)高品質(zhì)(且昂貴)的“平頂”脈沖發(fā)生器用作DUT的輸入；一個(gè)DUT測(cè)試夾具，在運(yùn)算放大器插口電源引腳處具有電源和旁路電容；以及一個(gè)示波器，用于處理和顯示測(cè)試輸出。

適當(dāng)使用包含磁簧開(kāi)關(guān)的脈沖發(fā)生器可以實(shí)現(xiàn)同樣的結(jié)果。

建立時(shí)間測(cè)試要求平坦波形輸入，因?yàn)樵谄浯蟛糠诸l率范圍內(nèi)，運(yùn)算放大器作為積分器工作。因此，其誤差信號(hào)輸出是輸入信號(hào)的衍生物。一個(gè)理想方波輸入的衍生物由每個(gè)邊沿躍遷處的脈沖和其余部分的零組成。輸入方波中的任何偏差都出現(xiàn)在誤差信號(hào)中。許多臺(tái)式方波發(fā)生器都帶有熱“尾”及其他限制其測(cè)量建立時(shí)間適用性的問(wèn)題。

圖1所示為用于測(cè)量高速運(yùn)算放大器的建立時(shí)間的實(shí)用電路。這種情況下，采用一個(gè)商用平頂脈沖發(fā)生器驅(qū)動(dòng)輸入。圖2所示為一個(gè)典型高速器件的示波器輸出波形。DUTA1的誤差信號(hào)輸出經(jīng)過(guò)箝位，然后通過(guò)運(yùn)算放大器A2放大并再次進(jìn)行箝位。A2是速度極高的器件，提供的電壓增益為10，將誤差信號(hào)輸出放大5倍。各包含兩個(gè)高速肖特基二極管的箝位電路防止A2的輸入和示波器前置放大器過(guò)載。未經(jīng)箝位的高強(qiáng)度“尾”會(huì)超過(guò)所需誤差信號(hào)本身。我們選擇泰克示波器前置放大器7A26的原因是它可以迅速?gòu)?.4V箝位信號(hào)恢復(fù)，足以精確測(cè)量DUT的135 ns建立時(shí)間。

此測(cè)試設(shè)置使用同軸電纜將脈沖發(fā)生器輸出端連接至測(cè)試夾具輸入端，并將夾具輸出端連接至示波器前置放大器輸入端。同軸電纜在輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間提供屏蔽，并保持在整個(gè)頻率范圍的阻抗恒定。音頻類(lèi)屏蔽或無(wú)端接同軸電纜連接會(huì)隨頻率改變而產(chǎn)生變化較大的響應(yīng)，造成糟糕的測(cè)量誤差。

然而，高品質(zhì)平頂脈沖發(fā)生器既昂貴又少見(jiàn)。采用了磁簧繼電器開(kāi)關(guān)的脈沖發(fā)生器（如圖3所示配置）也可以提供高品質(zhì)平頂脈沖。水銀濕潤(rùn)磁簧繼電器的觸點(diǎn)釋放可以實(shí)現(xiàn)極快的電流中斷。請(qǐng)注意，DUT輸出/示波器連接必須短且直接。例如，可以使用一個(gè)安裝在機(jī)殼的BNC外連接器將DUT卡直接插入前置放大器輸入端來(lái)輸送信號(hào)并將卡固定在示波器上。

圖4所示為磁簧開(kāi)關(guān)的內(nèi)部工作原理圖，在此配置下電路成為完全無(wú)源電路。因此，脈沖質(zhì)量?jī)H取決于同軸電纜建立時(shí)間。對(duì)于約10ns和更快的脈沖邊沿，不同情況下的建立時(shí)間差異很大。此設(shè)計(jì)允許在必要時(shí)將該電路旁路。但是，磁簧開(kāi)關(guān)只允許約100 Hz至約2 kHz的極低重復(fù)速率。通過(guò)在數(shù)字存儲(chǔ)示波器上捕捉和平均化重復(fù)波形的測(cè)試可以克服這一限制。