GB T 13975-1992 直流放大器特性和测试方法.pdf
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1、UDC 621. 375. 4 F 81 1992-12-17发布GB/T 13975 92 Direct current amplifiers Characteristics and test methods 1993-07-01实施国家技术监督局发布(京)新置字023号中华人民共和国国家标准GB/T 13975-92 4峰中国标准出版社出版(北京复外三里河法中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷新华书店北京发行所发行各地新华书店经售版权专有不得翻印* 开本880X1230 1/16 Ep张l 字数27千字1993年12月第一版1993年12月第一次印刷印数1-2500,导书号,1550661-10
2、081 定价2.40 元* 标目230-10中华人民共和国家准大器特性和测试方法Direct current amplifiers Characteristics and test methods 本标准参照采用IEC527-1975(直流放大器特性与测试方法第-版。主题内容与适用范围本标准规定了直流放大器特性及测试方法。GB/T 13975-92 本标准适用于核测量设备中放大微弱直流电流信号的直流放大器,例如电离室高内阻电流源产生的微弱电流信号,适用范围为10-10-HAo直流放大器可以是单独的或作为其它仪器的一部分。2 引用标准GB 8993 核仪器环境试验基本要求与方法3 术语3. 1
3、直流放大器d. c ampl出盯用于放大频率趋于零的电流(电压)放大器。3.2 线性直流放大器linear d. c amplifi盯输出信号与输入信号成线性函数的直流放大器。3.3 对数直流放大器logarithmic d. c amplifier 输出信号与输入信号成对数函数的直流放大器。3.4 直流信号d. c signal 大小不随时间变化或随时间作缓慢变化的信号。3.5零点zero直流放大器输入信号为零时,输出端的电压值叫做零点。3.6零点漂移zero drift 由于放大器前后级之间是直接祸合,前后级工作点的变化引起放大器的零点变化,该现象叫做放大器的零点漂移。3.7 温度漂移te
4、mperat山edrift 温度变化引起的输出信号慢变化。3.8输出指示起伏output indication fluctuations 输入电流为零或某一值时,输出端指示值的摆动现象。3.9 时间漂移time drift 在基准条件下,直流放大器长时间工作所呈现的慢变化。3.10 响应时间respone t1me 当输入信号发生阶跃变化时,输出信号第一次变化到其最终值的90%所需的时间。1992-12-17批准1993-07-01实施l 一一一斗一-、一.-一一.J GB/T 13975-92 3- 11 建立时间settling time 当输入信号发生阶跃变化时,输出信号达到并保持在它最
5、终稳定值的士10%范围内的时间称建立时间。3- 12 恢复时间restoratlOn t1me 放大器输出电压达到饱和后,输出电压由饱和值回到输出最大值的10%所需的时间。3.13 积分非线性integral nonlinearity 放大器的实际输出特性与理想输出特性之间的最大偏差与理想输出特性对应值之比。3.14增益galll输出值与相应的同一性质的输入值之比。4 特性与测试方法所用测试设备均应在标定的有效期内。信号源用高内阻直流电流源,输出电流不小于lO-HA时,准确度优于士2%.电流小于10-HA时,准确度优于士5%。测试用的数字电压表应具有有效数字四至五位。4. 1 噪声测量放大器输
6、入端开路并屏蔽,输出端直接用1Hz4MHz(或频带更宽)均方根电压表或选频放大器测量噪声电压。4.2 电流增益测量放大器输入电流信号Ii放大器输出端接数字电流表与负载电阻RL相串联,测量输出电流值为1得电流增益2A=争(1) 以上输入电流值应在每个量程范围内选取四个测试点,用平均法计算增益值,负载电阻RL选取实际负载值。4. 3 开环电压增益测试开环电压增益测试如图1。放大器输入端送入测试信号矶,放大器输出端接数字电压表。短路负反馈元件,并以可变电压u.代替运算电压1).品.RF为反馈电阻,调节可变电压队,使反馈回路无电流流通呈断开状态。在输出端测得输出电压值U放大器的开环电压增益值为:A U
7、2Uv十U)_ u2 二一二一。-U) - u) - u, - U. . (2) 2 GB/T 13975-92 放大器一A 4.4 响应时间和建立时间测量响应时间和建立时间是针对上升和下降的阶跃而测量的。要给出响应时间值,同时最好给出建立时间值。图2给出了(线性仪器)不同的响应时间(上升时间、下降时间tfr)和不同的建立时间(上升时间t、下降时间t,)0 1. U, 川剧拥而11 t t t f ,. , 份压器开环增益测试10 自展向开提电池1. U. OOOS I-7 3D 图lt s/c t 响应时间、建立时间和斜率l:D/ ill t 图2表l给出了所考虑的最终指示变化。如果选择不同
8、的输入电流阶跃变化,则必须给出起始和终了的精确值。J 3 一二牛、-一GB/T 13975-92 表1输入量和输出量的变化输出指示变化类型输入电流阶跃变化响应时间建立时间。所考虑的。O91,或。(o.9或1.10)0)线性仪器额定值(max)0- Q. 9U 0 或0-(0.9-1.10)Uo1)上升对数仪器10-.910或相应1,(9或1l)n1或相11-1011 的U,变化应的U,变化线性仪器所考虑的额定Io_O.1010或10-+ (0.1010) 1) 值l(max)OUo-0.10Uo 或U,士(0.1日UO)I)下降对数仪器10-0111,或1,(lO. 11或0.09)101)1
9、011.-.11 相应的U,变化或相应的U,变化注,1)输出指示达到并保持在这两个数值之间的括国以内的时刻决定了建立时间。2)在对数仪器中,输出的90%相当于阶跃输入电流的80%。4.4.1 一般情况和比较短的时间在一般情况下当被测时间短如短于1s),可使用具有适当余辉的双迹慢扫描示波器,并对输出信号拍照记录。图3是从波形图上读出的响应时间和建立时间实例。若只有单迹示波器可供使用时,取一参考标记作为起始时刻。t . t t ,. t ,. t 图3上升时间和下降时间4.4.2 比较长的时间这里所指的时间大于1s。当无直接输出可供利用时,只好用检流计观察,用电子记时器测量时间,但其精度不高。当有
10、直接输出可供利用时,可按照图4安排测量,使用两个阕继电器和一个电子记时器。这个方法只能测量响应时间。为了测量建立时间必须使用示波器或记录仪。图4中继电器R,是常开的高灵敏继电器,触发电压被调节在Un,继电器凡是常闭的,触发电压调节在U。触发电压与输入电流1,的电流值应相对应见表2。所选输入电流对线性放大器应等于Ii(min)或儿),而对数放大器则选毕。4 GB/T 13975-92 表2触发值上升下降触发电压U U U U 线性仪器。0.91; L O. 1I; 对数仪器1; 91; 1; 0.1; 表2中以上升为例:Un为被测量直流放大器的输出电压起始值。U为被测量直流放大器输出电压上升到最
11、终值的90%时的幅度值。由图4测量时按下按钮开关(持续几秒钟,且1一动作就松予以控制阶跃变化和记时器的启动。在第一个继电器Rl接通的时候,第二个继电器还未通电,因而维持着电路的闭合。当电压达到U时,继电器儿启动,打开接点,记时器中止记时,此时数字记时器记录的时间就是放大器的响应时间。放大器输入信号源用阶跃函数产生器。测量下降时间时,继电器R2(U的下触发阔必须低于表2给出的值。U O u= u 绪电器R.图4注g按钮的触点松开后,记时器继续工作.4.4.3 用放射源作信号源幢钮开提-记时嚣。u=IUu 维电器R.响应时间测量装置亘酣E景画量产生器可用电离辐射源和电离室代替电流产生器。辐射源的选
12、择和安置较方便,只要迅速改变屏蔽物就能产生所希望的阶跃。4.5积分非线性测量测量时首先找到直流放大器最大输出幅度时所需的输入电流值,然后调节信号源输出不同的信号值作为测试点,测量点m应大于10,输出接数字电压(电流)表,分别测量出相应的输出信号值。根据测量数据,在坐标纸上作出放大器的实际幅度特性曲线如图505 画自由一一_-=.斗.一二千二、止一一一4二二一干一一一GB/T 13975-92 输入, E直U线性仪器)111.军】I.I.ul U. 1. I 。l1IM 1 1 U.,.萃J-UM晴穰运幅骨间同IdI. U, 10-11, (对量也.,上图中直线1、2为参考直线。直线l为理想的幅
13、度特性曲线,它是由通过坐标原点和由额定的最大输出幅度U叩或1O(max)与输入最大电流Ii(四川决定的点之间的一条直线。直线2为平均直线,它是由自测法或数学方法(如最小二乘法或分段平均法)给出。曲线3是测量的实际幅度特性曲线。在不同的输入电流下测得相应的输出值。取其中最大的线性偏差除以平均直线2相对应点的值。积分非线性系数为2图5线性特性X一线性仪器的点,0对数仪器的点10-11 +1 10-啡10-11, (3) XIOO% (U02-UOl) U .1i= 或(4) XIOO% I-101 102 Ii= 式中=U以I为曲线3实测点的纵坐标;U以10,)-一为直线2与曲线3相对应点的纵坐标
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