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1、集成运放参数测试仪学号10211810207毕 业 设 计（论 文）集成运放参数测试仪设计报告教 学 系： 信息工程系 指导教师： 专业班级： 电信1102 学生姓名： 二零一四年六月 毕业设计(论文)任务书学生姓名专业班级 电信1102班指导教师工作单位 武汉理工大学华夏学院设计(论文)题目: 集成运放参数测量仪设计 设计（论文）主要内容： 本次课题的任务是设计集成运放参数测试仪，该测试仪的测量参数包括：集成运算放大器的输入失调电压、输入失调电流、交流差模开环电压增益、交流共模抑制比和单位增益带宽。该系统主要由参数测试电路、继电器开关切换电路、转换电路、液晶显示电路、单片机控制器电路组成。实
2、现了自动切换、精确测量以及显示的功能（具体技术指标详见毕业设计（论文）选题审核表）。要求完成的主要任务及其时间安排： （1）掌握集成运放测量电路、转换电路、继电器电路、液晶显示电路的原理及设计方法（第35周）； （2）掌握集成运放参数测试仪的原理和设计方法（第68周）；（3）掌握集成运放参数测试仪的参数设置（控制）模块的设计方法（第910周）；（4）系统硬件、软件设计（第1113周）；（5）撰写毕业论文，答辩材料编写（14-15周）;必读参考资料： 1. 全国大学生电子竞赛培训系列教程 高吉祥、唐朝京编 电子工业出版社，2007。 2. 运算放大器应用电路设计 （日）马场清太郎著 何希才译 科
3、学出版社2007 3. LC滤波器设计与制作 森荣二、薛培鼎译 科学出版社 2006.1 4. 模拟电子技术基础 童诗白、华成英 高等教育出版社 2001 5. 运算放大器应用技术手册 张乐峰、张鼎等译 人民邮电出版社 2009.1 指导教师签名：钟学斌 教研室主任签名： 毕业设计(论文)开题报告题目 集成运放参数测量仪设计1目的及意义（含国内外的研究现状分析）：运算放大器是具有高开环放大倍数并有深度负反馈的多级直接耦合放大电路。它首先应用于电子模拟计算机上，作为基本运算单元，可以完成加减、乘除、积分和微分等数学运算。早期的运算放大器是用电子管组成的，后来被晶体管分立元件元件运算放大器取代。随
4、着半导体集成工艺的发展，自从六十年代初第一个集成运算放大器问世以来，才使得运算放大器的应用远远的超出模拟计算机的界限，在信号运算、信号处理、信号测量及波形产生等方面获得广泛的应用。集成运放以其价格低廉、性能优越等特点在个人数据助理、通信、汽车电子、音响产品、仪器仪表、传感器等领域得到广泛应用。随着数字技术的不断进步和集成电路市场的发展兼有模拟和数字集成电路的SOC或混合集成电路将越来越受重视。与此同时，集成运放参数的测定也将对研发人员和技术仪器提出更高的要求，传统的运放测试仪校准方案已不能满足市场特别是国防军工的要求运放测试仪的校准面临严峻挑战。因此，提高运放测试仪的测试精度，保证运放器件的准
5、确性是目前应解决的关键问题。 而国标运放测试电路，由于其电路结构简单，测量精确，被广泛的采用。本设计所采用的也是国标运放测试电路。在信号源部分，采用（直接数字式频率合成）专用芯片，输出频率稳定的正弦信号，并且在单片机的控制下实现扫频的功能。对与测试仪来说，测量的精度是衡量仪器优劣的最重要指标，而运放测试电路的本质是通过测量输出电压，通过软件计算得到各个目标测量值，所以仪器本身的测量精度取决于电压的测量精度。本设计采用凌利而特公司生产的24位高精度转换芯片，实现了对输出电压信号的精确测量，进而保证了测量精度。 2基本内容和技术方案： 该系统意以AVR系列单片机ATMEGA128为控制核心，适当地
6、改变国标运放测试电路连接而成，利用继电器切换的方式，实现了自动测量的功能。该系统通过采集得到一系列运放的输出电压，通过软件计算，可以得到运放的输入失调电压、输入失调电流、交流差模开环电压增益、交流共模抑制比和单位增益带宽等参数并且使用液晶显示屏显示。该系统主要由参数测试电路、继电器开关切换电路、转换电路、液晶显示电路、信号源产生电路、单片机控制器电路组成。实现了自动切换、精确测量以及显示的功能 。测量电路采用国标运放测试电路，转换电路采用转换芯片与真有效值转换芯片共同搭建，信号源电路采用芯片搭建，整个系统的核心控制器采用AVR系列单片机ATMEGA128。3进度安排： （1）掌握集成运放测量电
7、路、转换电路、继电器电路、液晶显示电路的原理及设计方法（第35周)； （2）掌握集成运放参数测试仪的原理和设计方法（第68周）；（3）掌握集成运放参数测试仪的参数设置（控制）模块的设计方法（第910周）；（4）系统硬件、软件设计（第1113周）；（5）撰写毕业论文，答辩材料编写（1415周）；4指导老师意见：指导教师签名： 年 月 日 郑重声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 本人签名： 日期： 目 录摘 要12Abst
8、ract131 绪论141.1 集成运放参数测试概述141.2 集成运放参数测试仪的发展趋势141.3本次课题的任务和特点152 系统设计思想162.1 系统总体设计方案162.2 系统框图162.3 系统软件流程图162.3.1单位增益带宽测试子程序流程图162.3.2 系统主程序流程图183 系统各模块电路分析与论证193.1 测量电路方案选择193.1.1 、电参数测试原理与测试原理图193.1.2 电参数的测试原理与测试原理图203.1.3 电参数的测试原理与测试原理223.1.4 电参数的测试原理与测试原理图223.2 开关电路方案选择233.3信号源方案选择233.4 交直流转换电
9、路选择24 3.5 AD转换电路选择243.6显示电路选择244系统硬件实现254.1测试主电路25 4.2信号源电路264.3交直流电路与AD转换电路294.4液晶显示、键盘和单片机接口电路。305系统测试与改进325.1 系统测试环境与准则325.2 系统改进325.2.1 辅助运放输出电压为负325.2.2 输入失调电压和输入失调电流对其他测试的影响325.2.3 单位增益带宽测试信号源说明325.3 系统所用辅助运放要求325.4测试结果33附录一：系统电路图34附录二：芯片手册部分参数表39附录三：程序清单41参考文献43 摘 要 集成运放的带宽与失调是衡量一个运放优劣的重要性能指标
10、。该系统意以AVR系列单片机ATMEGA128为控制核心，适当地改变国标运放测试电路连接而成，利用继电器切换的方式，实现了自动测量的功能。该系统通过采集得到一系列运放的输出电压，通过软件计算，可以得到运放的（输入失调电压）、（输入失调电流）、（交流差模开环电压增益）、（交流共模抑制比）和（单位增益带宽）等参数并且使用液晶显示屏显示。为了保证测量的精度，该系统采用外接凌力尔特公司的24位高精度转换芯片。在自制信号源部分采用（直接数字式频率合成）专用芯片，产生扫频信号。该系统的成本低，设计简单，测量精确，且具有良好的人机交互界面。 关键词：运放；参数； AbstractIntegrated ope
11、rational amplifier bandwidth and disorders are important performance indicators to measure the performance of an op-amp. This design under MCU control, properly change the op-amp test circuit connection, is obtained by collecting a series of operational parameters of physical quantities. Through cal
12、culation, we can get the op-amp parameters such as、and and record parameters such as live right、 and and has the function of automatic measurement. System built-in signal source, can output high stability of the sinusoidal signal. System consists of control module and system framework. Keywords: op-
13、amp;； Parameters;1 绪论1.1 集成运放参数测试概述 集成运放以其价格低廉、性能优越等特点在个人数据助理、通信、汽车电子、音响产品、仪器仪表、传感器等领域得到广泛应用。随着数字技术的不断进步和集成电路市场的发展兼有模拟和数字集成电路的SOC或混合集成电路将越来越受重视。与此同时，集成运放参数的测定也将对研发人员和技术仪器提出更高的要求，传统的运放测试仪校准方案已不能满足市场特别是国防军工的要求运放测试仪的校准面临严峻挑战。因此，提高运放测试仪的测试精度，保证运放器件的准确性是目前应解决的关键问题。 集成电路测试仪是对集成电路进行测试的专用仪器设备。集成电路测试仪的分类很多，按测试的集成电路的特点可以分为数字型和模拟型测试仪；按功能可以分为集成电路功能测试仪和集成电路参数测试仪；按形式可分为便携式集成电路测试仪和台式集成电路测试仪。功能测试是对集成电路的功能进行判定，看功能是否失效。而参数测试是对集成电路的各项参数进行测试，看测试读取的参数是否符合集成电路的设计要求。市场上常见的便宜的集成电
