集成运算放大器参数测试仪校准技术研究

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Keil C完成测试状态转换、与上位机串行通信以及测试参数实时显示等。

　　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校准；数据处理部分完成校准证书及原始记录自动化报表。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"主要实现校准数据自动化处理。

图4 上位机软件主对话框

　　2 下位机软件设计

　　下位机软件主要通过Keil C进行编写，通过下位机软件完成校准参数动态显示以及测试状态转换等。其包括两个部分，一部分是ST7920液晶驱动程序，另外一部分是单片机串口通信程序。这里简要介绍一下VK56B液晶驱动程序编写。图5是LCD时序图。其中，TW为WRCS信号脉冲宽度，TSU为数据建立时间，TH为数据保持时间。这些参数具体要求为：TW不小于16ns，TSU不小于12ns，Ｔ大于0ns，TH不小于5ns，TI不小于2μs。

图5 LCD时序图

　　总线口通信子程序实现源代码如下所示。

　　PSEND:
　　JB PBUSY，PSEND；检测总线口忙信号
　　 PUSH DPH
　　 PUSH DPL
　　 MOV DPTR，#8000H；假设用户给显示器分配地址为8000H
　 MOVX @DPTR，A
　 CLR P1.0；P1.0低电平脉冲宽度不小于2μs
　 NOP
　 NOP
　 NOP
　 NOP
　　 NOP
　　 SETB P1.0
　　 POP DPL
　 POP DPH
　 RET

　　校准装置开发过程中需要注意一些问题

● 接口电路器件由高分辨率、高稳定、低纹波系数电源供电，接口电路器件偏置电源采用电池供电。
● 校准接口电路单元中标准电阻采用温度系数小且准确度优于0.02%标准电阻，然后再经加电老化进行筛选。
● 校准接口电路单元辅助电路和补偿网络制作关键是不能引入会对被校仪器产生噪声，自激振荡等影响量。在电路板制作中，注意布线、元件排序、良好接地以及箱体电磁屏蔽。
● 为保证标准参数标准不确定度，将购置国外不同型号符合要求器件进行严格筛选作为验证用标准样片，并利用标准样片与国内性能和稳定性好进口、国产测量（器具）系统进行比对验证。
● 测试用辅助样管，一定要满足表指标规定（选用表3中输入失调电压、输入失调电流、输入偏置电流等参数允许值辅助样片校准被检运放测试仪），否则将造成测量结果不准确。

　　主要技术要求如表3所示。

　　校准装置不确定度来源分析

　　集成运放参数测试仪校准装置电压、电流等参数不确定度来源，主要包括数字多用表、数字示波器、数字纳伏表参数测量不准确，模拟校准装置和补偿校准装置给出参数不准确，以及这些参数测量重复性。