Hassasiyetin Tasarımı ve Test Ekipmanı için Op Amp Devreleri ile Lavabolar

Hassasiyetin Anlaşılması Modern Test Ekipmanlarında Stokastik Kaynağı ve Lavaboları

Test ekipmanı performansı, bilinen bir algılama ve karakterizasyon için mevcut olan mevcut uygulamaları üretme yeteneğine bağlıdır. Operasyonel yükseltici tabanlı mevcut kaynaklar ve lavabolar, yarı iletken testlerden transducer simülasyona kadar gerekli olan uygulamaları kullanarak gerekli olan doğru ve esneklik sağlar.Bu devreler, bilinen bir algılama dirençle geri bildirimde bulunularak, bağımsız yükleyici veya aydınlatma davranışına uyum aralığındaki yük devreleri kontrol etmek için hassastır.

Op Amp Current Control'un Temelleri

Mevcut bir kaynak, çıktılarında gerilim değişikliklerine bakılmaksızın istikrarlı bir akımı sağlar, mevcut bir lavabo test altında bir cihazdan tanımlanmış bir görüntü oluşturabilir. Op amps, bu fonksiyonların V) ile karşılaştırdığı bir şekilde yüklenir[Dönetici).

Geri bildirim Mechanism

Artırılmış bir kaynak için, artırılmış test dizileri için mevcut olan mesafenin geri dönüştüğü negatif geri bildirim konfigürasyonunda çalışır.For a current into the load while monitoring the drop current causes the op to adjust its output voltajı until the amp's the correct location.For a current source, the op amp uses quick setting for otomatik test dizileri için mevcut olan yaklaşımları takip ederken, mevcut değeri izlemenin herhangi bir hatayı azaltmasına neden olur.

Doğru Determinants

Üç bileşen, mevcut bir kaynağın veya bataklığın doğruluğuna hükmetmiştir. gerilim referansı, metal folyo veya ince filmdeki değerini 10 ppm /°C'nin altında gömülü-zener cihazlara ait olan tipik seçimlerle doğrudan% 0.05% oranında katkıda bulunmalı, özellikle de düşük akım gerilimlere ve yüksek stabiliteye sahip olmalıdır.

Temel Current Source'yı yapılandırın

En basit hassas akım kaynağı tek bir af amp kullanır, referans gerilimi ve bir anlamda direnir. Referans, afırsız girişe bağlanırken, algıdan gelen inverting girdisine eşit olarak bağlantı kurar.[Dönetici][Dönetici ile birlikte görünür.[Döneticiler)[Dönderler[Dönderler)

Bitirme Kriterleri

Uyum Stresi

Mevcut bir kaynağın uyumluluk gerilimi, 5 mV hissi gerilimi ve 200 mV çıktı düşmesi ile elde edilebilir maksimum çıktı gerilimidir, yük yüksek gerilim gerektirirse, yüksek bir tedarik veya ambara yapılandırması gerekli hale gelir. Olumlu raylara yakın bir şekilde şarj etmek için 12 V'den fazla kaynak için, 10 mV çıktı geri yükleme ve 200 mV çıktı düşmesi gerekir.

Bir İncelik Tasarımının Tasarımı

Mevcut bir lavabo devre, yükten zemine veya negatif bir tedarike kadar tanımlanmış bir akım çizer. A op amp kontrol eder, transistör veya referansa eşit olarak ifade edilen hissi korumak için kendi çıktısını kontrol eder.En yaygın yapılandırma, yük ve amp inverme girişi arasındaki hissi direnç gösterir, amplifiğe yol asettür.

Transistor-Based Lavabo Topology

Mevcutlar için, aktor amp'ün çıktı kapasitesi, ayrı bir transistör güç dağılımını ele alır. af amp, transistör üssünden (kücüğün için) veya transistör (veya drenaj) yerken birkaç amplifiğe bağlanır. geri bildirim döngüsü, ayarlanan değeri dengelemek için mevcut tutar.

Common-Mode Gerilim Rejeksiyon

Yatak konfigürasyonlarında, af amp girişi, yük terminalinde mevcut olan gerilim aralığı üzerinde çalışmalıdır. Tasarımlar, test sırasında değişen bir gerilim kaynağından artırılmış olan amplifikasyon oranı (CMRR) AD8610 ve OPA227, yük terminalinde mevcut olan CMRR'yi sunmalı.For lavabos çalışma sırasında negatif malzemelerle çalışır, afrika giriş ortak modu negatif, çift-tüm raylı giriş cihazları içermelidir.

Gelişmiş Devre Mimarileri

Temel tek-op-amp tasarımları birçok uygulamaya hizmet eder, ancak talep edilen test ekipmanlarını güçlendirir. Uygun gerilimde en iyi topolojiler adresi sınırlamaları, çıkış engeli ve sıcaklık duyarlılığı.

Howland Current Source

Mevcut kaynak, yük yük devretme ve yükleme bağımsız olarak, yük devretme ölçüm ve elektrokimyasal algılama için daha yüksek çıktı elde etmek için bir ayırıcı yükselteç yapılandırmasını kullanır.İki geri bildirim yolu, yük kaldırmanın yalnızca giriş gerilimine ve bir set direncine bağlı olarak, yüksek çözünürlükte % 100 dB için bağımsız olarak çalışır.

Buffer ile Nasıl Ülkeyi Geliştirdi

Artırılmış bir kombinasyon ekle ve geri bildirim dirençleri arasındaki geri bildirim ağının yükleme etkisini devre dışı bırakır.Bu değişiklik yüksek frekanslarda çıktıyı kısıtlar ve şarj edilebilir yüklerken doğruluk sağlar.Buffer ayrıca hassas geri bildirim dirençlerinden gelen ısı etkilerini azaltır, uzun vadeli stabiliteyi geliştirir.

Bottrapped Current Sources

Bottrapping, kontrol devreleri için yüksek gerilim tedariki gerektirmeden mevcut artırılmış bir amplifatör ve eğri izlerini yükselterek, mikroamp seviyesi mevcut çözümü korumak için mevcut kaynağın gerekli olduğunu gösterir.Cretrapping resources appears in sensitive calibrators and eğri tracers where uyumluluğu voltajs of 100 V or more are necessary while maintain microamp- level current solution.

Anahtarlandı-Gain Current Ranges

Test ekipmanları genellikle çok sayıda mevcut aralık gerektirir. Bir geçiş sonrası yaklaşım, farklı duygulara karşı direnç ve referans gerilim aralıklarını seçmek için hassas röpektif geçişleri veya analog anahtarları kullanır. Tasarım, temas direnci ve ısı EMF'leri değiştirmek için dikkate almalıdır, özellikle de miliohm-d seviyesindeki hatalar önemli ölçüde önemli hale gelir. Kelvin dört-terminal bağlantı ile doğruluk sağlar ve altın kaplama kontaktları en aza indirmek için devreler.

Test Ekipmanında Pratik Uygulama

Gerçek dünya testi ekipmanları teorik performanstan daha fazlasını gerektirir. Layout, termal yönetim ve koruma devreleri, bir tasarımın üretim ortamlarında tahmin edilen doğruluğu elde edip etmeyeceğini belirler.

PCB Hassasiyet için Layout

Sense direnç bağlantıları, Kelvin algılamasını ayrı güç ve algı izlerini PCB bakır direnci nedeniyle devre dışı bırakmak için algılamalıdır.Af amplifikasyon girişi doğrudan doğruya direnen düğümlere, özellikle de af girişlere, aksi takdirde anlık hataları ortaya çıkarabilir. Ground uçaklarının, referans referans sinyalinin düşmesi için geri dönüş yolu arasında ayrı olmalıdır.

Termal Yönetim

Hassasiyette güç dağılımı, transistörlerin ısıtılması ve geçiş sırasındaki ısıtılmasının, düşük ısıtmalı kat katsayıları ile direnç göstermesi ve onları referans ve af amptenmelerden uzaklaştırması gerekir.

Koruma ve Yanlışlama

Kalibrasyon ve doğruluk Doğrulama

Hassas mevcut kaynaklar, belirtilen doğruluğu elde etmek için dış standartlara karşı kalibrasyon gerektirir. Kalibrasyon prosedürü, mevcut çıktıyı hassas bir ammeter veya bir kalibre karşı, sonra referans gerilimi veya dengelemek için hesaplamayı gerektirir.

Self-Calibration Techniques

Gelişmiş test ekipmanları, mevcut kaynağın kendi hataları ölçmesine ve düzeltmesine izin veren yerleşik referans kaynakları içerir. istikrarlı bir gerilim referansı ve hassas ADC gerçek anlamda gerilimi ölçür ve gerçek şu anki durumu hesaplamak. Sistem daha sonra bir dijital güçlü birometre veya DAC'yi hatayı telafi etmek için ayarlar. Bu yaklaşım, direnç ve a amplibrasyon aralıklarını birkaç yıla kadar uzatır.

Mevcut kaynaklar için kalibrasyon prosedürlerinin ayrıntılı bir örneği için, [[Döneticileri:0)Analog Cihazlarının Kalibrasyonda (FLT:1) Ek bilgi, mevcut kaynaklar hakkında bilgi mevcuttur).Vishay'nin hassas dirençli uygulama kılavuzu).

Gürültü ve Ripple Performansı

Düşük-noise işlemi, köprü sensörleri veya düşük seviyeli yükselteçler gibi hassas ölçüm devrelerini tedarik ederken kritiktir. Gürültü kaynakları, gerilim referansını, amp amplifikasyonun giriş gerilimi gürültülerini ve ısı gürültüsünü, anlamlıdan indirgeme eğilimini azaltın.

Strategies

Referans kaynağı ve afyon olmayan girişler arasındaki ikinci sipariş, ultra soluklu uygulamalar için 1 Hz'nin altında köşeli frekanslar sağlar. Filtre bileşenleri test sıralarında iki ilam arasındaki geçiş için düşük-dielektrik-aboratörler ve metal filmcilere karşı dirençlidir.For naif test uygulamaları, zaman önemli olan iki aşamalı bir yaklaşım, geçici yanıt ve son doğruluk için hızlı bir yol kullanır.

Güç Supply Rejeksiyon

Anahtarlama güç tedariki çiftleri mevcut kaynağa afrika tedarik pimleri ve referans devreleri aracılığıyla tedarik eder.Af amfikasyonları için af amp tedarik ve referans tedariki, güç tedariki geri ödeme oranını (PSRR) 40 dB veya daha fazla Pi-filterler kullanarak, ferrite beads ve elektrolitik kapasitörler devreye girişte 1 MHz üzerindeki frekanslar için ek bir değer sağlar.

Üretim Testinde Uygulamaları

Hassas mevcut kaynaklar ve lavabolar üretim test ortamlarında çeşitli rollere hizmet eder. yarı iletken parametre testiers, gerilim ölçümlarken mevcut kaynakları kullanarak, diyot idealite faktörü ve transistör beta gibi parametreleri elde etmek için sayısal olarak kullanır. Sensör kalibrasyon sistemleri, bilinen fiziksel koşulları tanımlamak için hassas akımlar uygular ve ölçümler yapar.

Bitirme Karakterizasyonu

Zener diyotları ve gerilim referanslarını anlamak, zaman içinde gerilim stabilitesini ölçmek için bilinen mevcut akımları tedarik etmek gerekir. 10 μA cihazı test altında test edilen gerilim gürültü ve uzun vadeli sürüklenme altında, daha az stabil bir akımla saklı kalacak.For power MOSFET test, nabızlı mevcut kaynaklar cihazı aşırı ısıtmadan yüksek zirveler sunar, belirtilen kullanım koşulları altında sabitlenebilir ve transkondüksiyon ölçümünü sağlar.

Battery Testi ve Simülasyon

Battery test ekipmanı, şarj profillerini taklit etmek için kontrollü deşarj yüklerini ve kaynakları uygulamak için programlanabilir olarak kullanım sağlar.Mevcut düzenlemenin doğruluğu doğrudan hesaplanan kapasite ve iç direniş ölçümlerini etkiler.Mevcut kaynakların şarj aralığına tam devlet şarj aralığına karşı testine olanak sağlar, 4.2 V'den düşük gerilime kadar, 0.05%'e kadar.

Dijital Kontrolle Bütünleşme

Modern test ekipmanları, mevcut bileşenlerin analog hızlarını ve ADC'leri izlemek için DAC'ler aracılığıyla dijital kontrol sistemlerine hassas devreleri bağlar.Mevcut bileşenlerin analog hızlarını korumak için hassas ölçüm kanallarını korumak için.The digital Interface allows otomatik dizi test and data log while maintain the Analog the Analog properties of the current-tahampiyon challenges, either Optical or manyetik, protect sensitive ölçüm kanallarını korumak için zemin döngülerinden korumak.

Kalibrasyon Co effectives

Gömülü mikrokontroller, mevcut her bir aralık ve işletim durumu için bireysel kalibrasyon katlarını depolamak için depolanır. Polynomial düzeltmeler, nonlinearity in the sense objector and the op amp's gain varyasyon with Print voltajı. A tipik bir düzeltme,% 0.1'den aşağıdan% 0.1'e kadar, pahalı analog kesim bileşenleri gerektirmeden tam uyum aralığındaki% 0.1'e kadar düşük oranda düşük orandaki hataları azaltmak için üçüncü sıra dışı bir polinom kullanır.

Test ekipmanlarında dijital kalibrasyonu uygulama rehberliği için, bkz.TELFLT:0)Maxim Entegre'in dijital kalibrasyon sistemleri üzerinde uygulama notu).

Future Path in Precision Current Design

Artırılmış amp teknolojisindeki ilerlemeler, nanoamp aralığındaki mevcut kaynak devreleri ile uygulanabilir olan sınırları zorlamaya devam ediyor. Autozero yükselticileri 1 μV altında dengeleme geriliminin tasarımını basitleştirin, düşük mevcut uygulamalar için hakim hata terimini ortadan kaldırır, kaynak akımlarını% 1'den daha iyi hale getirir. Yüksek gerilim amplifikasyonu şimdi entegre koruma ile ±100 V malzemeleri entegre koruma sağlar, aynı zamanda, ayrı transist aşamalar olmadan mevcut kaynakların tasarımını basitleştirir.

Dijital geri bildirimler, analog kontrol ile birlikte çalışır ve uyarılı bir bant genişliğine gerçek zamanlı olarak yüklenecek şekilde ayarlanır.Bu tür sistemler, ana referans yolunun DC doğruluğunu korurken daha geniş bir test koşullarında istikrar sağlar. Test ekipmanları daha yüksek talep eder ve daha düşük belirsizlik sağlarken, bu hibrit mimariler gelecek nesil üretim test platformlarında standart hale gelecektir.