简易夹具静态测试可编程增益放大器的分析

具有数字增益开关的仪表放大器具有显著优势，例如节约电路板空间、由于减少焊点而提高可靠性以及降低总成本等。这些重要特性的根源在于增益调整网络是单片IC的必要组成部分。该特点使得这些IC放大器对杂散电磁场的敏感性要低得多，这是因为内部电阻器区域在先前使用的离散式增益调整电阻器中可忽略不计。此外，塑料封装和芯片的相对电容率值应该高于空气的相对电容率值。因此，进入芯片的任何杂散场中的电子元件磁场强度都应比周围的磁场强度低。



由于无法直接触及增益调整电路，所以需要在黑盒子里安置一个数字可编程增益放大器。但是，图1中的简易夹具有助于评估这些IC的一些静态特性。这个夹具是由AnalogDevices公司的10VREF01基准电压电池、IC1、较老但仍旧适用的行业标准，以及一个高精度固定电阻分压器组成。这些组件提供了一个毫伏范围内的输出电压。

将电阻分压器的分压比乘以所测试的可编程增益放大器的最大电压增益会得到一个为1的值。该电路采用了最大容错为0.1%的片式薄膜电阻器，在分压器输出中产生10.02mV的电压。将DUT（被测设备）的两个增益调整逻辑输入设备和一个模拟装置AD8253连接到短绞合导体上，以镀金引脚终止。当断开这些引脚时，RF1和RF2迫使增益编程输入A0和A1中的逻辑电平为低电平。若想在其中一个引脚上设置或两个引脚上全部设置高电平，则应将它们插入相应的镀金引脚中。两个这样的相应引脚以机械和电力方式互连，并保持在VS电位上。DUT采用A0和A1逻辑中二进制值的全部排列（参考文献1）。对应电压增益为1、10、100和1000。

评估程序包括在电阻器连接到IC1输出设备以及从该设备断开时，测量DUT的输出电压。这样即可针对所有输出增益获得增益乘以10.02mV和0V的输出电压。由于输入电压偏移导致0V输出电压有一个非零值，乍看这个电压值可能很高。但是，1mV输入电压偏移的分数乘以值为1000的增益所产生的输出电压都不到1V。

在计算各自增益值的10.02mV和0V输出电压差值时，您会觉得十分惊喜，因为这些值与10.02mV乘以增益的理想值相比，差别小于0.05%。利用这项测试，您可以证实激光调阻增益设置的精确度。R2相对较低的值确保了来自DUT的输入偏置电流产生的额外输入偏移误差值低于3mV，而标准为0.5mV。因为在处理数十毫伏范围和高电压增益时，正确接地是必不可少的，必须在一个公共接点中将电源地线、数位地线和其他粗地线与纤细的信号地线相连。图1用不同的斜线引向接地点说明了这个方法。