Układ do pomiaru tłumienia napięcia współbieżnego precyzyjnych komparatorów napięcia typu LM111

• Autorzy: Wiśniewski J.

Warianty tytułu

EN

Circuit for measuring of common mode rejection ratio of precise voltage comparators type LM111

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy rozważono zagadnienie pomiaru, przy prądzie przemiennym i zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego, współczynnika tłumienia napięcia współbieżnego (CMRR) o wartości rzędu 1•105 ÷ 1•107 (tj. (100 ÷ 140) dB) scalonych komparatorów napięcia typu LM111. W wyniku przeprowadzonej analizy teoretycznej właściwości metrologicznych układu pomiarowego ustalono istotny związek między stosunkiem mierzonych w układzie napięć, zależnym od współczynnika CMRR, a innymi parametrami badanego komparatora napięcia, w tym zwłaszcza wzmocnieniem napięcia różnicowego, stanowiący podstawę ilościowej oceny błędu metody pomiarowej. Zaproponowano nowe techniczne rozwiązanie układu pomiarowego zawierające specjalny transformator pomiarowy napięcia przemiennego wyposażony we wtórne uzwojenia o nawoju bifilarnym, co przyczyniło się do wyeliminowania wpływu skończonej wartości wzmocnienia różnicowego badanego komparatora napięcia na mierzoną wartość współczynnika CMRR.

EN

The comparator open-loop common-mode rejection ratio (CMRR) is a measure of the comparator's ability to reject common signals present in equal measure at both inputs. CMRR according to the definition is the ratio of the differential-mode gain to common-mode gain. Often, manufacturer data sheets only give DC CMRR value and CMRR curve over frequency while no measurement methods are given. The present work deals with measurements of common mode rejection ratio of values of the order 1•105 ÷ 1•107 (i.e. (100 ÷ 140) dB) of the voltage comparators type LM111. The present investigation concerns the method of measurement of coefficient CMRR with closed loop feedback of voltage comparator at alternating current. Important relationship between measured output voltage (Uwy) and finite values of parameters of comparator and others parameters of measuring circuit has been discovered by means of detailed analysis (see equations (12) and (17)). This relationship is the basis for quantitative analysis of the error of measuring method. Finally proposed - by author - a new solution of measuring circuit different from others existing up to date offer significant improvements over previous methods and is capable of accurate measurements on high-performance analogue comparators. It is based on special precise inductive voltage transformer with bifilar windings (Tr, Fig. 4). Such the error of measuring method is independent from finite value of differential open loop voltage gain and the output voltage is directly related to CMRR. The unity gain differential amplifier (buffer) which is implemented at input device under test (DUT: KB, Fig. 2÷4) eliminates differential and common-mode input resistances of DUT on measuring output voltage and thereby CMRR.

Słowa kluczowe

PL

komparatory napięcia; miernictwo układów scalonych; układy scalone

EN

integrated circuits; measurement of integrated circuits; voltage comparators

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 56, nr 10
• Strony: 1238--1242
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., wzory

Twórcy

autor

Wiśniewski J.

• Uniwersytet Zielonogórski, Instytut Informatyki i Elektroniki, ul. Podgórna 50, 65-246 Zielona Góra,

Bibliografia

• [1] Badźmirowski K., Kołodziejski J., Spiralski L., Stolarski E.: Miernictwo elementów półprzewodnikowych i układów scalonych, WKŁ, Warszawa 1984, ss. 268-270.
• [2] Brinson M. E., Faulkner D. J.: New approaches to measurement of op. amp. common - mode rejection ratio in the frequency domain, IEE Procedings - Circuits, Devices and Systems, Aug. 1995, vol. 142, Issue 4, pp. 247-253.
• [3] Giustolisi G., Palumbo G.: An approach to test open-loop parameters of feedback amplifiers, IEEE Transactions on Circuits and systems, vol. 49, Jan. 2002, pp. 70-75.
• [4] Łakomy M., Zabrodzki J.: Liniowe układy scalone w technice cyfrowej, PWN, Warszawa 1979, ss. 79-81 i 204-211.
• [5] Millman J., Halkias Ch.: Układy scalone analogowe i cyfrowe, WNT, Warszawa 1976, ss. 503-504.
• [6] Nadachowski M., Kulka Z.: Analogowe układy scalone, WKŁ, Warszawa 1985, ss. 201-202 i 349-392.
• [7] Pintelon R., Vandersteken G., Locht L., Rolain Y., Schoukens J.: Experimental Characterization of Operational Amplifiers: A system Identification Approoach - Part I: Theory and Simulations, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 53, No 2, June 2004, pp. 854-862.
• [8] Połonnikow D. J.: Wzmacniacze operacyjne - teoria i projektowanie, WNT, Warszawa 1987, ss. 18-19.
• [9] Praca zbiorowa pod redakcją Eimbinder J.: Zastosowania układów scalonych liniowych, WNT, Warszawa 1974, ss. 2627.
• [10] Recommended Test Procedure for Operational Amplifiers, Harris Semiconductors, Application Note AN551.1, Nov. 1996.
• [11] Spiralski L., Kołodziejski J.: Miernictwo układów scalonych, WKŁ, Warszawa 1979, ss. 88-91.
• [12] Wiśniewski J., Baranowski J.: Zmiennoprądowy model zastępczy wzmacniacza operacyjnego, Archiwum Elektrotechniki, Tom XXVII, Zeszyt 103 - 1/1978, ss. 101-114.
• [13] Zhou J., Liu J.: On the measurement of common - mode rejection ratio, IEEE Transactions on Circuits and Systems, vol. 52, Issue 1, Jan. 2005, pp. 49-53.
• [14] www.epcos.com/inf/80/db/fer_01/04970499.pdf
• [15] www.national.com/profile/snip.cgi/openDS=LM111