[发明专利]用于远程虚拟实验的运算放大器测试系统

说明书

运算放大器作为《模拟与数字电路》中的核心集成器件，其参数的测试电路及测试方法，都将给予学生极大的启发，帮助加深理解电类基础课程。但是，运算放大器的多个参数测试都较为困难，很难得到确切的、准确的实验结果。运算放大器测试系统包括：开环增益测试系统、失调电压调整测试系统、压摆率测试系统、全功率带宽测试系统、单位增益带宽测试系统、同相放大器的增益带宽积测试系统。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：第一、能够准确地检测运算放大器的六个参数；第二、所需要的检测仪器性能要求不高，节约实验建设成本；第三、能够通过远程访问、控制运算放大器测试系统。

技术领域

本发明涉及一种运算放大器测试系统及方法，特别是涉及远程虚拟实验的、测试性能要求高的运算放大器测试系统。

背景技术

根据《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》和《2017年教育信息化工作要点》等相关要求，深入推进信息技术与高等教育实验教学的深度融合，不断加强高等教育实验教学优质资源建设与应用，着力提高高等教育实验教学质量和实践育人水平，教育部决定在高校实验教学改革和实验教学项目信息化建设的基础上，于2017-2020年在普通本科高等学校开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设工作。

实验教学项目作为高校开展实验教学的基本单元，其建设水平直接决定实验教学的整体质量。开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设，是推进现代信息技术与实验教学项目深度融合、拓展实验教学内容广度和深度、延伸实验教学时间和空间、提升实验教学质量和水平的重要举措。

《模拟与数字电路》是电类专业承上启下的课程，上承《电路基础》，下接《基于FPGA的硬件系统设计》、《嵌入式》等，其实验课程设计也应考虑到衔接和步步推进。实验内容设计要求紧跟电类科学发展前沿，必须不断更新变化，且给予学生尽可能的自主设计空间。运算放大器作为《模拟与数字电路》中的核心集成器件，其参数的测试电路及测试方法，都将给予学生极大的启发，帮助加深理解电类基础课程。但是，运算放大器的多个参数测试都较为困难，很难得到确切的、准确的实验结果。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提出一种用于远程虚拟实验的运算放大器测试系统。

本发明的运算放大器测试系统包括：开环增益测试系统、失调电压调整测试系统、压摆率测试系统、全功率带宽测试系统、单位增益带宽测试系统、同相放大器的增益带宽积测试系统。

运算放大器的动态技术指标，开环增益，即开环电压放大倍数，运算放大器在无外加反馈条件下，输出电压与输入电压的变化量之比。开环电压放大倍数的数值在10⁵量级，也就是100V/mV，运算放大器在输入电压为±15V时，输出电压能够达到12V，那么，运算放大器在无外加反馈条件下，输入电压的变化范围在0.1mV。

理想的运算放大器开环增益为无穷大，但实际的非理想运算放大器的开环增益通常在100~1000 V/mV，并且随负载阻抗、环境温度和电源电压而变化。在额定负载与无负载条件下，开环增益的变化幅度不会超过10倍。多数运算放大器具有正增益温度系数，约为0.5至1%/⁰C，开环增益随电源而变化的幅度约为2%/%。开环增益影响直流误差，且随着温度变化，当温度升高时所带来的误差较大，开环增益较低的运算放大器不适合高精度场合。

所述的开环增益测试系统，包括：模拟输入模块、电压衰减电路、运算放大器、模拟输出模块；模拟输出模块产生直流扫描电压，分为AO端和地端；模拟输入模块采样运算放大器的输出电压，分为AI端和地端，使用单端模式或差分模式；运算放大器的供电电源地端、模拟输入模块地端、模拟输出模块地端连接在一起，三者共地。