3 理论分析与主要电路设计
3.1 信号源的实现
5 Hz信号产生的参考频率为fCLK=1 MHz,相位累加器的位数是32,频率控制字为21 475,其输出频率则为(106/232)×21475≈5.000 038 1 Hz,而相对误差的绝对值为(5.000 038 1-5)/5×100%≈0.000 762%。5 Hz信号对D/A转换速率要求不高,为提高精度,系统选用12位D/A转换器件MX7541。
40 kHz~4 MHz扫频信号由DDS专用器件AD9851产生。通过对输出正弦波的频率进行步进控制可实现扫频输出。频率分辨率设为1 kHz,如果以1 kHz为频率步进值,则需要步进(4×106-40x103)/1 000=3 960次,而要求扫描时间小于等于10 s。扫描速度应大于等于10 s/3 960=2.525次/ms。考虑到实测器件的情况,为保证测量的可靠性,采用非等步长步进,即随着频率增加,步进量增加,在接近截止频率点时减小步进频率,保证频率分辨率为1 kHz。
在AD9851输出级接截止频率为15 MHz的椭圆滤波器来抑制高频谐波干扰,并通过AD603构成的AGC电路和精密调整放大电路使输出有效值稳定在2 V。
3.2 运放参数测试电路
系统采用“被测器件一辅助运放”模式构成稳定的负反馈网络。使输出电压箝位于预置电压,从而将小电压、小电流的测量转换为伏特级电压的测量。根据VIO、IIO、KCMR、BWG等5个参数测量电路的相似性将其简化为一个标准测量电路模板.通过按键选择不同参数的测量电路,如图3所示。
3.2.1 输入失调电压VIO、输入失调电流IIO的测量