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JPH0715493B2 - Amplifier offset voltage measuring device - Google Patents
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JPH0715493B2 - Amplifier offset voltage measuring device - Google Patents

Amplifier offset voltage measuring device

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JPH0715493B2
JPH0715493B2 JP61012456A JP1245686A JPH0715493B2 JP H0715493 B2 JPH0715493 B2 JP H0715493B2 JP 61012456 A JP61012456 A JP 61012456A JP 1245686 A JP1245686 A JP 1245686A JP H0715493 B2 JPH0715493 B2 JP H0715493B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] この発明は差動増幅器などの演算増幅器における直流オ
フセット電圧の測定を行なう測定装置に係り、特に集積
回路化された演算増幅器の入力オフセット電圧の測定を
行なうのに好適な増幅器のオフセット電圧測定装置に関
する。
Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a measuring device for measuring a DC offset voltage in an operational amplifier such as a differential amplifier, and more particularly to measuring an input offset voltage of an integrated operational amplifier. The present invention relates to an amplifier offset voltage measuring device suitable for performing the above.

[発明の技術的背景とその問題点] 差動増幅器などの演算増幅器では入力電圧を印加しない
ときでも出力電圧が0にならないことが多い。これは演
算増幅器に入力オフセット電圧が存在しているからであ
り、この入力オフセット電圧は第12図中のVoffsetで表
わされる。すなわち、演算増幅器の非反転入力端子をア
ース電位に接続した状態で反転入力端子に入力電圧Vin
を供給し、このVinの値を順次増加させたときに、出力
端子の電圧Voutの値が0になる点の入力電圧Vinに相当
している。
[Technical Background of the Invention and Problems Thereof] In an operational amplifier such as a differential amplifier, the output voltage often does not become 0 even when the input voltage is not applied. This is because the input offset voltage exists in the operational amplifier, and this input offset voltage is represented by Voffset in FIG. That is, with the non-inverting input terminal of the operational amplifier connected to the ground potential, the input voltage Vin
Corresponding to the input voltage Vin at which the value of the voltage Vout at the output terminal becomes 0 when the value of Vin is sequentially increased.

ところで演算増幅器の入出力電圧の関係は次の1式で与
えられる。
The relationship between the input and output voltages of the operational amplifier is given by the following equation 1.

Vout=Gain×ΔVin …1 ただし、Voutは出力電圧、Gainは演算増幅器の電圧利
得、ΔVinは差動入力電圧である。
Vout = Gain × ΔVin (1) where Vout is the output voltage, Gain is the voltage gain of the operational amplifier, and ΔVin is the differential input voltage.

つまり、出力電圧は印加される差動入力電圧の利得倍と
なる。ところが、ΔVinが0のときにVoutが0とならな
いような誤差が生じる。この誤差は上記した入力オフセ
ット電圧によるものであり、この入力オフセット電圧Vo
ffsetを考慮した演算増幅器の入出力電圧の関係は次の
2式のようになる。
That is, the output voltage is the gain times the applied differential input voltage. However, when ΔVin is 0, an error occurs such that Vout does not become 0. This error is due to the input offset voltage described above.
The relationship between the input and output voltages of the operational amplifier in consideration of ffset is given by the following two equations.

Vout=Gain×(ΔVin−Voffset) …2 上記のように入力オフセット電圧は演算増幅器を使用す
る際に出力誤差となって現われるため、使用前に予め入
力オフセット電圧をキャンセルしておく必要がある。ま
たこのキャンセルを行なうためにはその入力オフセット
電圧値を測定する必要がある。
Vout = Gain × (ΔVin−Voffset) 2 Since the input offset voltage appears as an output error when using the operational amplifier as described above, it is necessary to cancel the input offset voltage in advance before using it. Further, in order to perform this cancellation, it is necessary to measure the input offset voltage value.

従来、このような入力オフセット電圧値の測定は、例え
ば±15mVの範囲で演算増幅器の入力電圧を最終の測定精
度である0.01mVの間隔で順次増加させ、その都度、演算
増幅器の出力電圧値を測定し、例えばプロッタなどによ
りプロットしてグラフを作成し、出力電圧が0Vを通過す
る付近の入力電圧値を抽出し、計算によって入力オフセ
ット電圧を算出する方法が知られている。
Conventionally, such an input offset voltage value is measured by, for example, sequentially increasing the input voltage of the operational amplifier in the range of ± 15 mV at intervals of 0.01 mV, which is the final measurement accuracy, and changing the output voltage value of the operational amplifier each time. There is known a method of measuring, plotting with a plotter or the like to create a graph, extracting an input voltage value in the vicinity of an output voltage passing 0V, and calculating an input offset voltage.

ところが、このように演算増幅器の入力電圧を最終の測
定精度である一定の間隔で順次変化させることよって入
力オフセット電圧の測定を行なう方法では、上記のよう
に±15mVの範囲で演算増幅器の入力電圧を0.01mVの間隔
で変化させる場合には3000回ものデータ処理を行なわな
ければならない。このため測定時間が非常に長くなり、
効率が悪いという欠点がある。
However, in the method of measuring the input offset voltage by sequentially changing the input voltage of the operational amplifier at regular intervals, which is the final measurement accuracy, as described above, the input voltage of the operational amplifier is within the range of ± 15 mV as described above. When changing at 0.01 mV intervals, data must be processed 3000 times. Therefore, the measurement time becomes very long,
It has the drawback of being inefficient.

[発明の目的] この発明は上記のような事情を考慮してなされたもので
あり、その目的は、必要な測定範囲において十分な精度
で増幅器のオフセット電圧を測定することができ、しか
も測定時間の大幅な短縮を図ることができる増幅器のオ
フセット電圧測定装置を提供することにある。
[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to be able to measure an offset voltage of an amplifier in a necessary measurement range with sufficient accuracy and to measure a measurement time. It is an object of the present invention to provide an offset voltage measuring device for an amplifier that can significantly reduce

[発明の概要] 上記目的を達成するためこの発明にあっては、被測定用
の増幅器、可変電圧源、電圧測定回路及び上記増幅器の
オフセット電圧の測定手順を備え、この手順に基づいて
上記電圧源と電圧測定回路の制御並びにデータ処理を行
なう制御部とを具備し、上記測定手順に従い上記電圧源
の設定電圧を一定値間隔で順次変化させて上記増幅器の
入力端子に入力し、このときの増幅器の出力電圧を上記
電圧測定回路で測定し、この測定値に基づき上記制御部
でデータ処理を行なって増幅器の出力電圧が所定値に達
する前後の一対の入力電圧値を検出して次の測定におけ
る増幅器の入力電圧変化範囲とし、これらの操作を設定
電圧の変化値を小さくして複数サイクル繰り返して行な
い、最終サイクルにおいて検出された一対の入力電圧値
から上記所定値に対応した入力電圧値を例えば比例配分
法により上記制御部で算出して増幅器のオフセット電圧
を測定するようにしている。
[Summary of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention includes an amplifier to be measured, a variable voltage source, a voltage measuring circuit, and a procedure for measuring an offset voltage of the amplifier. And a control unit for controlling the voltage measuring circuit and performing data processing, and sequentially changing the set voltage of the voltage source at a constant value interval according to the measurement procedure and inputting it to the input terminal of the amplifier. The output voltage of the amplifier is measured by the voltage measurement circuit, and the control unit performs data processing based on the measured value to detect a pair of input voltage values before and after the output voltage of the amplifier reaches a predetermined value, and then perform the next measurement. The input voltage change range of the amplifier is set to a small value, and these operations are repeated for a plurality of cycles with a small change value of the set voltage. The input voltage value corresponding to the predetermined value is calculated by the control unit by, for example, the proportional distribution method, and the offset voltage of the amplifier is measured.

[発明の実施例] 以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。Embodiments of the Invention Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図はこの発明に係る増幅器のオフセット電圧測定装
置の概略的な構成を示すブロック図である。図において
11は被測定用の演算増幅器を含む測定部、12は上記測定
部11に入力電圧を供給する可変電圧源、13は電圧計、14
はCPUを有するコントローラ、15はプロッタである。こ
れらの各装置は信号ケーブル、例えばGPIBケーブルを介
して相互に接続されている。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an amplifier offset voltage measuring device according to the present invention. In the figure
11 is a measuring unit including an operational amplifier for measurement, 12 is a variable voltage source that supplies an input voltage to the measuring unit 11, 13 is a voltmeter, and 14 is a voltmeter.
Is a controller having a CPU, and 15 is a plotter. Each of these devices is connected to each other via a signal cable, for example, a GPIB cable.

上記コントローラ14には上記測定部11内に設けられてい
る演算増幅器のオフセット電圧の測定を行なうための測
定手順等がプログラムとして格納されており、このコン
トローラ14によって上記可変電圧源12、電圧計13及びプ
ロッタ15の動作が制御されるようになっている。すなわ
ち、可変電圧源12はコントローラ14によって出力電圧値
の設定制御が行われ、ここで設定された電圧が上記測定
部11に入力電圧として供給される。電圧計13は上記測定
部11からの出力電圧を測定し、その測定データを上記コ
ントローラ14に供給する。コントローラ14はこの測定デ
ータを処理し、図形データとしてプロッタ15に出力する
とともに最終的に入力オフセット電圧の値を算出する。
プロッタ15はコントローラ14からの図形データに基づい
て作図を行なうとともに、コントローラ14で算出された
入力オフセット電圧値をプロット画上に記録する。
The controller 14 stores, as a program, a measuring procedure for measuring the offset voltage of the operational amplifier provided in the measuring section 11, and the controller 14 stores the variable voltage source 12 and the voltmeter 13 in the program. Also, the operation of the plotter 15 is controlled. That is, the variable voltage source 12 is controlled by the controller 14 to set the output voltage value, and the voltage set here is supplied to the measuring unit 11 as an input voltage. The voltmeter 13 measures the output voltage from the measuring unit 11 and supplies the measured data to the controller 14. The controller 14 processes this measurement data, outputs it as graphic data to the plotter 15, and finally calculates the value of the input offset voltage.
The plotter 15 draws based on the graphic data from the controller 14 and records the input offset voltage value calculated by the controller 14 on the plot image.

第2図は上記構成でなる装置における測定部11の詳細な
構成を示す回路図である。この測定部11内には被測定用
の演算増幅器として反転入力端子21、非反転入力端子2
2、出力端子23及び正、負両極性の電源端子24、25を有
する差動入力形式の演算増幅器26が設けられている。こ
の演算増幅器26の一方の電源端子24には例えば+15Vの
電圧Vccが、他方の電源端子25には例えば−15Vの電圧V
EEがそれぞれ供給されるようになっている。そして前記
可変電圧源12からの出力電圧Vinが供給される端子27と
アース電位との間は一対の抵抗28及び29が直列接続され
ており、演算増幅器26の反転入力端子21はこの一対の抵
抗の直列接続点30に接続されている。演算増幅器26の非
反転入力端子22はアース電位に接続されている。演算増
幅器26の出六端子23とアース電位との間には出力用の抵
抗31が接続されている。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a detailed structure of the measuring unit 11 in the apparatus having the above structure. In the measuring section 11, an inverting input terminal 21 and a non-inverting input terminal 2 are provided as operational amplifiers for measurement.
2. A differential input type operational amplifier 26 having an output terminal 23 and positive and negative polarity power supply terminals 24 and 25 is provided. For example, a voltage Vcc of + 15V is applied to one power supply terminal 24 of the operational amplifier 26, and a voltage Vcc of -15V is applied to the other power supply terminal 25.
EE is supplied respectively. A pair of resistors 28 and 29 are connected in series between the terminal 27 to which the output voltage Vin from the variable voltage source 12 is supplied and the ground potential, and the inverting input terminal 21 of the operational amplifier 26 is connected to the pair of resistors 28 and 29 in series. Connected to the serial connection point 30 of. The non-inverting input terminal 22 of the operational amplifier 26 is connected to the ground potential. An output resistor 31 is connected between the output terminal 23 of the operational amplifier 26 and the ground potential.

一般に、演算増幅器の出力電圧の極性が反転する現象
は、その入力電圧の極めて微少な範囲、例えば数mVの範
囲で起こる。従って、入力オフセット電圧を測定する場
合には入力電圧の最少単位を0.01mV程度に設定する必要
がある。しかし、上記可変電圧源12の出力精度には限界
があるため、この可変電圧源12からの出力電圧Vinを一
対の抵抗28及び29によって分割して反転入力端子21に供
給するようにしており、例えば抵抗28の値が100KΩ、抵
抗29の値が100Ωにそれぞれ設定され、電圧Vinは1/1000
に減衰され、Vin′として反転入力端子21に供給され
る。
In general, the phenomenon that the polarity of the output voltage of the operational amplifier is reversed occurs in an extremely minute range of the input voltage, for example, in the range of several mV. Therefore, when measuring the input offset voltage, it is necessary to set the minimum unit of the input voltage to about 0.01 mV. However, since the output accuracy of the variable voltage source 12 is limited, the output voltage Vin from the variable voltage source 12 is divided by the pair of resistors 28 and 29 and supplied to the inverting input terminal 21, For example, the value of resistor 28 is set to 100 KΩ, the value of resistor 29 is set to 100 Ω, and the voltage Vin is 1/1000.
And is supplied to the inverting input terminal 21 as Vin '.

次に、概略的な動作を説明する。まず始めに、前記演算
増幅器26の反転入力端子21への入力電圧Vin′の値を比
較的大きな間隔で順次増加させ、その都度、出力端子23
における電圧Voutを電圧計13で測定する。そしてコント
ローラ14で電圧Voutの極性反転特性を検出する。次に、
極性反転特性を示す範囲内において、入力電圧Vin′の
値を前回よりも小さな間隔で順次増加させ、出力端子23
における電圧Voutを電圧計13で測定する。そして再びコ
ントローラ14で電圧Voutの極性反転特性を検出する。
Next, a schematic operation will be described. First, the value of the input voltage Vin 'to the inverting input terminal 21 of the operational amplifier 26 is sequentially increased at relatively large intervals, and the output terminal 23 is increased each time.
The voltage Vout at is measured with a voltmeter 13. Then, the controller 14 detects the polarity reversal characteristic of the voltage Vout. next,
Within the range showing the polarity reversal characteristic, the value of the input voltage Vin ′ is sequentially increased at intervals smaller than the previous time, and the output terminal 23
The voltage Vout at is measured with a voltmeter 13. Then, the controller 14 again detects the polarity inversion characteristic of the voltage Vout.

このようにして、オフセット電圧値の検出に必要な反転
特性がどの範囲で発生しているかをコントローラ14で検
出し、段階的に1桁ずつ測定精度を上げ、所望の精度に
なるまで同様のサイクルを繰り返して実行し、所望の測
定精度の測定サイクルにおいて最終的な入力オフセット
電圧の検出を行なう。
In this way, the controller 14 detects in which range the inversion characteristic required to detect the offset voltage value is generated, and the measurement accuracy is increased step by step by one digit until the desired cycle is reached. Is repeatedly executed to detect the final input offset voltage in the measurement cycle with the desired measurement accuracy.

次に詳細な動作を説明する。なお、測定条件は、入力電
圧Vin′の変化範囲を−15mVから+15mVとし、最少入力
電圧の間隔(最終の測定精度)を0.01mVとした。
Next, detailed operation will be described. The measurement conditions were such that the change range of the input voltage Vin ′ was −15 mV to +15 mV, and the minimum input voltage interval (final measurement accuracy) was 0.01 mV.

まず、コントローラ14の制御の下に可変電圧源12の出力
電圧Vinの設定を行ない、その値を−15Vから+15Vの範
囲で1Vずつ順次増加させる。このとき、この電圧は測定
部11における一対の抵抗28、29により1/1000に減衰され
るので、演算増幅器26の反転入力端子21に供給される電
圧Vin′の値は−15mVから−15mVの範囲で1mVずつ順次増
加する。電圧計13は電圧Vin′が変化する都度、演算増
幅器26の出力端子23の電圧Voutを測定し、ディジタル信
号に変換してコントローラ14に送る。コントローラ14は
このディジタル信号を用いてデータ処理を行なって図形
データを発生し、プロッタ15に出力する。この後、プロ
ッタ15はコントローラ14からの図形データに基づき、例
えば第3図に示すようなグラフを作図する。この第3図
の特性の場合、出力電圧Voutは点Aと点Bとの間で極性
反転している。そこで、コントローラ14はこの極性反転
特性を示している一方の点Aの入力電圧すなわち3mVよ
りも1mVだけ小さな値の2mVを次のサイクルにおける測定
範囲の低電圧側として検出するとともに、他方の点Bの
入力電圧すなわち4mVよりも1mVだけ大きな値である5mV
を次のサイクルにおける測定範囲の高電圧側として検出
する。
First, the output voltage Vin of the variable voltage source 12 is set under the control of the controller 14, and the value is sequentially increased by 1V in the range of -15V to + 15V. At this time, since this voltage is attenuated to 1/1000 by the pair of resistors 28 and 29 in the measuring unit 11, the value of the voltage Vin ′ supplied to the inverting input terminal 21 of the operational amplifier 26 is from −15 mV to −15 mV. It increases by 1 mV step by step. Each time the voltage Vin 'changes, the voltmeter 13 measures the voltage Vout at the output terminal 23 of the operational amplifier 26, converts it into a digital signal, and sends it to the controller 14. The controller 14 performs data processing using this digital signal to generate graphic data and outputs it to the plotter 15. After that, the plotter 15 draws a graph as shown in FIG. 3, for example, based on the graphic data from the controller 14. In the case of the characteristics shown in FIG. 3, the output voltage Vout has the polarity reversed between the point A and the point B. Therefore, the controller 14 detects the input voltage at one point A exhibiting this polarity reversal characteristic, that is, 2 mV which is a value smaller by 1 mV than 3 mV, as the low voltage side of the measurement range in the next cycle, and at the other point B. 5 mV which is 1 mV greater than the input voltage of 4 mV
Is detected as the high voltage side of the measurement range in the next cycle.

次に再び可変電圧源12の出力電圧Vinの値の設定を行な
い、電圧Vin′の値を、前のサイクルで検出された測定
範囲の低電圧側である2mVから高電圧側である5mVの範囲
で、前サイクルよりも1桁小さな0.1mVの間隔で順次増
加させ、このときの電圧計13の測定電圧に基づき、プロ
ッタ15で第4図に示すようなグラフの作図を行なう。こ
の第4図の特性の場合、出力電圧Voutは点Cと点Dとの
間で極性反転している。そこで、コントローラ14はこの
極性反転特性を示している一方の点Cの入力電圧3.5mV
よりも0.1mVだけ小さな値の3.4mVを次のサイクルにおけ
る測定範囲の低電圧側として検出するとともに、他方の
点Dの入力電圧3.6mVよりも0.1mVだけ大きな値の3.7mV
を次のサイクルにおける測定範囲の高電圧側として検出
する。
Next, the value of the output voltage Vin of the variable voltage source 12 is set again, and the value of the voltage Vin ′ is changed from the low voltage side 2 mV of the measurement range detected in the previous cycle to the high voltage side 5 mV. Then, the values are sequentially increased at intervals of 0.1 mV, which is one digit smaller than the previous cycle, and the plotter 15 draws a graph as shown in FIG. 4 based on the voltage measured by the voltmeter 13 at this time. In the case of the characteristics shown in FIG. 4, the output voltage Vout is inverted in polarity between points C and D. Therefore, the controller 14 has an input voltage of 3.5 mV at one point C showing this polarity inversion characteristic.
3.4mV which is smaller than 0.1mV by 0.1mV is detected as the low voltage side of the measurement range in the next cycle, and 3.7mV which is larger by 0.1mV than the input voltage 3.6mV of the other point D.
Is detected as the high voltage side of the measurement range in the next cycle.

さらに再び可変電圧源12の出力電圧Vinの値の設定を行
ない、電圧Vin′の値を前のサイクルで検出された測定
範囲の低電圧側である3.4mVから高電圧側である3.7mVの
範囲で、前サイクルよりも1桁小さな0.01mVの間隔で順
次増加させ、このときの電圧計13の測定電圧に基づき、
プロッタ15で第5図に示すようなグラフの作図を行な
う。この第5図の特性の場合、出力電圧Voutは点Eと点
Fとの間で極性反転している。そこで、コントローラ14
はこの極性反転特性を示している一方の点Eの入力電圧
3.55mV及び他方の点Fの入力電圧3.56mVをそれぞれ検出
する。
Further, the value of the output voltage Vin of the variable voltage source 12 is set again, and the value of the voltage Vin ′ is measured from the low voltage side of 3.4 mV detected in the previous cycle to the high voltage side of 3.7 mV. Then, it is sequentially increased at intervals of 0.01 mV which is one digit smaller than the previous cycle, and based on the voltage measured by the voltmeter 13 at this time,
The plotter 15 draws a graph as shown in FIG. In the case of the characteristics shown in FIG. 5, the output voltage Vout is inverted in polarity between the points E and F. So controller 14
Is the input voltage at one point E that shows this polarity inversion characteristic
3.55 mV and the input voltage 3.56 mV of the other point F are detected.

ところで上記第5図に示す特性図において、出力電圧Vo
utが0Vと交差する点の入力電圧Vin′が実際のオフセッ
ト電圧となるが、実測値でこのオフセット電圧を得るこ
とは不可能に近い。そこでコントローラ14は最終の測定
サイクルで得られた一対の入力電圧3.55mV及び3.56mVか
ら次のようにしてオフセット電圧値を近似的に得るよう
にしている。すなわちオフセット電圧値は、第6図の特
性図に示すように前記の点EとFとを結ぶ負の傾きを持
つ一次関数直線上において、Vout=0となるときの入力
電圧Vin′となる。ここで三角形EFGと三角形EHIとは図
形上相似の関係を持つ。そして三角形EHIの底辺となる
線分HIの距離Xcompは、入力電圧Vin′方向の座標軸をX
軸、出力電圧Vout方向の座標軸をY軸とし、前記点Eの
座標を(XE,YE)、前記点Fの座標を(XF,YF)とする
と、次の式で与えられる。
By the way, in the characteristic diagram shown in FIG. 5, the output voltage Vo
The input voltage Vin ′ at the point where ut crosses 0 V is the actual offset voltage, but it is almost impossible to obtain this offset voltage by actual measurement. Therefore, the controller 14 approximately obtains the offset voltage value from the pair of input voltages 3.55 mV and 3.56 mV obtained in the final measurement cycle as follows. That is, the offset voltage value becomes the input voltage Vin 'when Vout = 0 on the linear function line having a negative slope connecting the points E and F as shown in the characteristic diagram of FIG. Here, the triangle EFG and the triangle EHI are geometrically similar to each other. The distance Xcomp of the line segment HI, which is the base of the triangle EHI, is X on the coordinate axis in the input voltage Vin ′ direction.
When the axis and the coordinate axis in the output voltage Vout direction are the Y axis, the coordinates of the point E are (XE, YE), and the coordinates of the point F are (XF, YF), they are given by the following equations.

Xcomp={XE|XF−XE|}/|YE−YF| …3 上記3式で与えられるXcompはオフセット電圧値を求め
るとき必要な補正値であり、この値を最終の測定サイク
ルで得られた一対の一方の入力電圧3.55mVに加算するこ
とにより正確なオフセット電圧値が得られる。このよう
にして算出されたオフセット電圧値はプロッタ15におい
て前記のようなグラフ画上に記録される。
Xcomp = {XE | XF-XE |} / | YE-YF | ... 3 Xcomp given by the above three equations is a correction value necessary for obtaining the offset voltage value, and this value was obtained in the final measurement cycle. An accurate offset voltage value can be obtained by adding the pair of input voltages of 3.55 mV. The offset voltage value calculated in this manner is recorded on the graph image as described above by the plotter 15.

このような装置によれば、入力オフセット電圧値の測定
を例えば±15mVの範囲で0.01mVの測定精度で行なう場
合、初めの測定サイクルでは1mVステップで30回の測定
を行ない、次の測定サイクルでは0.1mVステップで30回
の測定を行ない、さらに最終のサイクルでは0.01mVステ
ップで30回の測定を行なう。すなわち出力電圧Voutの測
定を合計で90回行なえば済む。従って、コントローラ14
で行なうデータ処理回数は従来の3000回に比較して大幅
に減少する。このため測定時間は従来に比べて非常に短
くなり、測定の効率向上を図ることができる。
According to such a device, when the input offset voltage value is measured with a measurement accuracy of 0.01 mV in the range of ± 15 mV, for example, the first measurement cycle performs 30 measurements in 1 mV steps, and the next measurement cycle 30 measurements are performed in 0.1 mV steps, and 30 measurements are performed in 0.01 mV steps in the final cycle. That is, it is sufficient to measure the output voltage Vout 90 times in total. Therefore, the controller 14
The number of data processing performed in is significantly reduced compared to the conventional 3000 times. Therefore, the measurement time becomes much shorter than that of the conventional one, and the measurement efficiency can be improved.

次に実際に演算増幅器の入力オフセット電圧を測定した
際に前記プロッタ15で作図された入力電圧Vin′と出力
電圧Voutの特性図(グラフ)を第7図ないし第9図に示
す。なお、演算増幅器として株式会社 東芝製の「TA7558P」を使用した。第7図の特性図は入
力電圧Vin′を−15mVから+15mVの範囲で1mVステップで
増加させた際に得られたものであり、入力電圧Vin′が0
mVと1mVとの間で出力電圧Voutの極性が反転している。
従って、この測定サイクルでは次の測定範囲が−1mVか
ら+2mVの範囲内に設定される。
Next, FIGS. 7 to 9 show characteristic diagrams (graphs) of the input voltage Vin 'and the output voltage Vout plotted by the plotter 15 when the input offset voltage of the operational amplifier is actually measured. As the operational amplifier, "TA7558P" manufactured by Toshiba Corporation was used. The characteristic diagram in Fig. 7 was obtained when the input voltage Vin 'was increased in 1mV steps in the range of -15mV to + 15mV.
The polarity of the output voltage Vout is inverted between mV and 1 mV.
Therefore, in this measurement cycle, the next measurement range is set within the range of -1 mV to +2 mV.

第8図の特性図は入力電圧Vin′を−1mVから+2mVの範
囲で0.1mVステップで増加させた際に得られたものであ
り、入力電圧Vin′が+0.7mVと+0.8mVとの間で出力電
圧Voutの極性が反転している。従って、この測定サイク
ルでは次の測定範囲が+0.6mVと+0.9mVの範囲内に設定
される。
The characteristic diagram in Fig. 8 is obtained when the input voltage Vin 'is increased in the range of -1 mV to +2 mV in 0.1 mV step, and the input voltage Vin' is between +0.7 mV and +0.8 mV. The polarity of the output voltage Vout is inverted at. Therefore, in this measurement cycle, the next measurement range is set within +0.6 mV and +0.9 mV.

第9図の特性図は入力電圧Vin′を+0.6mVと+0.9mVの
範囲で0.01mVステップで増加させた際に得られたもので
あり、入力電圧Vin′が+0.71mVと+0.72mVとの間で出
力電圧Voutの極性が反転している。従って、この測定サ
イクルの後、前記の比例配分法に基づく演算処理により
最終的なオフセット電圧値(VIO)0.7144mVが得られ、
第9図の上方にグラフとともに記録される。
The characteristic diagram in Fig. 9 was obtained when the input voltage Vin 'was increased in the range of + 0.6mV and + 0.9mV in 0.01mV steps. The input voltage Vin' was + 0.71mV and + 0.72mV. The polarity of the output voltage Vout is inverted between and. Therefore, after this measurement cycle, the final offset voltage value (VIO) of 0.7144 mV is obtained by the arithmetic processing based on the proportional distribution method.
Recorded with the graph above FIG.

上記のような一連の測定を自動的に行なうには次のよう
な手順のプログラムをコントローラ14に用意すればよ
い。すなわち、入力電圧を印加する始点をVs、入力電圧
を印加する終点をVp、入力電圧の設定電圧の変化値をV
d、出力電圧が反転する始点(高電圧側)をXa、出力電
圧が反転する終点(低電圧側)をXbとそれぞれした場
合、初めのサイクルではVs=−15mV、Vp=+15mV、Vd=
1mVにしてXa及びXbを測定する。2回目の測定サイクル
では初めのサイクルで測定されたXa及びXbのデータに基
づいてVs及びVpを演算により求め、Vdを前のサイクルの
1/10に設定して、再びXa及びXbを測定する。この演算式
を次に示す。
In order to automatically perform the above series of measurements, a program having the following procedure may be prepared in the controller 14. That is, the start point of applying the input voltage is Vs, the end point of applying the input voltage is Vp, and the change value of the set voltage of the input voltage is Vs.
If the start point (high voltage side) of the output voltage reversal is Xa and the end point (low voltage side) of the output voltage reversal is xb, Vs = -15mV, Vp = + 15mV, Vd =
Xa and Xb are measured at 1 mV. In the second measurement cycle, Vs and Vp are calculated based on the data of Xa and Xb measured in the first cycle, and Vd of the previous cycle is calculated.
Set to 1/10 and measure Xa and Xb again. This calculation formula is shown below.

Vs(2回目)=Xa(1回目)−Vd(1回目) …4 Vp(2回目)=Xb(1回目)−Vd(1回目) …5 Vd(2回目)=Vd(1回目)×1/10 …6 3回目の測定サイクルでは2回目の測定サイクルで得ら
れたXa及びXbのデータに基づいてVs及びVpを演算により
求め、Vdを前のサイクルの1/10に設定して、再びXa及び
Xbを測定する。この場合の演算式は以下に示すように前
のサイクルと同様である。
Vs (second time) = Xa (first time) -Vd (first time) ... 4 Vp (second time) = Xb (first time) -Vd (first time) ... 5 Vd (second time) = Vd (first time) × 1/10 ... 6 In the third measurement cycle, Vs and Vp are calculated based on the data of Xa and Xb obtained in the second measurement cycle, and Vd is set to 1/10 of the previous cycle, Xa and again
Measure Xb. The arithmetic expression in this case is similar to the previous cycle as shown below.

Vs(3回目)=Xa(2回目)−Vd(2回目) …7 Vp(3回目)=Xb(2回目)−Vd(2回目) …8 Vd(3回目)=Vd(2回目)×1/10 …9 このように2回目のサイクル以降の測定条件は、コント
ローラ14に用意されているプログラムに基づく演算によ
り順次求めることができる。ここで、第7図ないし第9
図の場合の条件を第10図にまとめて示す。このように高
精度に反転特性をとらえていることがわかる。
Vs (third time) = Xa (second time) -Vd (second time) ... 7 Vp (third time) = Xb (second time) -Vd (second time) ... 8 Vd (third time) = Vd (second time) x 1/10 ... 9 Thus, the measurement conditions after the second cycle can be sequentially obtained by the calculation based on the program prepared in the controller 14. Here, FIGS. 7 to 9
The conditions in the case of the figure are shown collectively in FIG. It can be seen that the inversion characteristic is captured with high accuracy in this way.

第11図は予め前記コントローラ14に格納され、上記のよ
うな演算を実行するための測定プログラムのフローチャ
ートである。まず、メインプログラムを実行するのに必
要なプログラムの初期化をステップAで行なう。次にス
テップBで、プログラムの実行上で共通な文字列変数、
定数などの定義を行なう。次に測定を実行する上で変化
しない測定条件の設定をステップCで行なう。すなわ
ち、このステップCでは前記第1図中の可変電圧源12を
コントローラ14の制御モードで使用し、電源電圧Vcc、V
EE及びアース電位などの設定を行なう。次にステップD
でサブプログラムを実行する。そして次のステップEで
はこのサブプログラムを3回実行したか否かを判定する
(サブプログラムの実行回数の制御)。そしてサブプロ
グラムが3回実行されていなければ条件を満たすまでス
テップFでサブプログラムの実行を繰り返す。
FIG. 11 is a flow chart of a measurement program stored in the controller 14 in advance and for executing the above-mentioned calculation. First, in step A, a program necessary for executing the main program is initialized. Next, in step B, a character string variable common in the execution of the program,
Define constants, etc. Next, in step C, the measurement conditions that do not change when performing the measurement are set. That is, in this step C, the variable voltage source 12 in FIG. 1 is used in the control mode of the controller 14, and the power source voltages Vcc, V
Set EE and earth potential. Then step D
To run the subprogram. Then, in the next step E, it is determined whether or not this subprogram has been executed three times (control of the number of times the subprogram is executed). If the subprogram has not been executed three times, the subprogram is repeatedly executed in step F until the condition is satisfied.

他方、サブプログラムではまずステップGで測定条件の
補正が行われる。この測定条件の補正とは例えば定数の
設定及び測定時や作図時に必要な値の単位操作などであ
る。次に補正された条件に基づいてステップHで入力電
圧を変化し、各入力電圧における出力電圧の測定を30回
行ない、データを得る。次にステップIでは読み取った
データからオフセット電圧を演算するために必要な二つ
のデータを検出し、この検出データをオフセット電圧を
求める演算式に代入してオフセット電圧値を算出する。
次のステップJではグラフの大きさの設定、縦軸、横軸
のプロットを行なうとともに、グラフの目盛りを付け、
前記測定で得られた30個のデータに基づいて特性図を作
画する。また、上記の演算によって得られたオフセット
電圧値をプロット図上に記録する。そして次のステップ
でサブプログラムの実行を終了しメインプログラムに戻
る。
On the other hand, the subprogram first corrects the measurement conditions in step G. The correction of the measurement condition is, for example, setting of a constant and unit operation of a value required at the time of measurement or drawing. Next, the input voltage is changed in step H based on the corrected conditions, and the output voltage at each input voltage is measured 30 times to obtain data. Next, in step I, two pieces of data necessary for calculating the offset voltage are detected from the read data, and the detected data are substituted into an arithmetic expression for obtaining the offset voltage to calculate the offset voltage value.
In the next step J, the graph size is set, the vertical axis and horizontal axis are plotted, and the graph scale is added.
A characteristic diagram is drawn based on the 30 data obtained by the above measurement. Also, the offset voltage value obtained by the above calculation is recorded on the plot diagram. Then, in the next step, the execution of the sub program is ended and the process returns to the main program.

このように上記実施例装置では初めの測定サイクルでオ
フセット電圧値の検出に必要な反転特性を示す範囲を検
出し、2回及び3回の測定サイクルで段階的に測定の精
度を上げ、反転特性を示す部分だけを順次拡大するよう
にしたので、従来のような方法に比較して出力電圧の測
定回数を大幅に減少させることができる。この結果、測
定に要する時間が短縮される。
As described above, in the apparatus of the above-described embodiment, the range showing the inversion characteristic required for the detection of the offset voltage value is detected in the first measurement cycle, and the accuracy of the measurement is increased stepwise in the two and three measurement cycles to obtain the inversion characteristic. Since only the portion indicated by is expanded sequentially, the number of times of measuring the output voltage can be significantly reduced as compared with the conventional method. As a result, the time required for measurement is shortened.

なお、この発明は上記の実施例に限定されるものではな
く種々の変形が可能であるこはいうまでもない。例えば
上記実施例では測定のサイクルを3回繰り返して行な
い、最終の測定精度を0.01mVとする場合について説明し
たが、これは測定サイクルを必要に応じて増加し、より
高精度に測定を行なうようにしてもよい。また、最終的
にオフセット電圧を演算で算出する方法として比例配分
法を用いる場合について説明したが、これは比例配分法
が最も簡単であり、かつ十分に測定データとして使用す
ることができるものであるが、この補正法よりもさらに
高次の補正法を使用するようにしてもよいことはもちろ
んである。
It is needless to say that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment and various modifications can be made. For example, in the above embodiment, the case where the measurement cycle is repeated three times and the final measurement accuracy is set to 0.01 mV has been described. However, this is to increase the measurement cycle as necessary so as to perform the measurement with higher accuracy. You may Further, although the case where the proportional distribution method is used as the method of finally calculating the offset voltage has been described, this is the simplest of the proportional distribution method and can be sufficiently used as the measurement data. However, it goes without saying that a correction method of a higher order than this correction method may be used.

[発明の効果] 以上説明したようにこの発明はよれば、必要な測定範囲
において十分な精度で増幅器のオフセット電圧を測定す
ることができ、しかも測定時間の大幅な短縮を図ること
ができる増幅器のオフセット電圧測定装置を提供するこ
とができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the amplifier offset voltage can be measured with sufficient accuracy in the necessary measurement range, and the measurement time can be greatly shortened. An offset voltage measuring device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の一実施例装置の概略的な構成を示す
ブロック図、第2図は上記構成の装置の一部分の詳細な
構成を示す回路図、第3図ないし第6図はそれぞれ上記
実施例を説明するための特性図、第7図ないし第9図は
それぞれ上記実施例装置で実際にオフセット電圧を測定
した場合の特性図、第10図は第7図ないし第9図の場合
の測定条件をまとめて示す図、第11図は上記実施例装置
で使用されるプログラムのフローチャート、第12図は入
力オフセット電圧を説明するための特性図である。 11……測定部、12……可変電圧源、13……電圧計、14…
…コントローラ、15……プロッタ、26……演算増幅器。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing a detailed configuration of a part of the apparatus having the above configuration, and FIGS. 7 is a characteristic diagram for explaining the embodiment, FIGS. 7 to 9 are characteristic diagrams when the offset voltage is actually measured by the apparatus of the above embodiment, and FIG. 10 is a characteristic diagram when the offset voltage is shown in FIGS. FIG. 11 is a diagram collectively showing the measurement conditions, FIG. 11 is a flow chart of a program used in the apparatus of the above embodiment, and FIG. 12 is a characteristic diagram for explaining the input offset voltage. 11 …… Measuring section, 12 …… Variable voltage source, 13 …… Voltmeter, 14…
… Controller, 15… Plotter, 26… Operational amplifier.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被測定用の増幅器と、 可変電圧源と、 電圧測定回路と、 上記増幅器のオフセット電圧の測定手順を備え、この測
定手順に基づいて上記電圧源と電圧測定回路の制御並び
にデータ処理を行なう制御部とを具備し、 上記測定手順に従い上記電圧源の設定電圧を一定間隔で
順次変化させて上記増幅器の入力端子に入力し、このと
きの増幅器の出力電圧を上記電圧測定回路で測定し、こ
の測定値に基づき上記制御部でデータ処理を行なって増
幅器の出力電圧が所定値に達する前後の一対の入力電圧
値を検出して次の測定における増幅器の入力電圧変化範
囲とし、これらの操作を繰り返して行ない、最終サイク
ルにおいて検出された一対の入力電圧値から上記所定値
に対応した入力電圧値を上記制御部で比例配分法を用い
て算出するように構成したことを特徴とする増幅器のオ
フセット電圧測定装置。
1. An amplifier to be measured, a variable voltage source, a voltage measuring circuit, and a procedure for measuring an offset voltage of the amplifier, and control and data of the voltage source and the voltage measuring circuit based on the measuring procedure. A control section for performing processing is provided, and the set voltage of the voltage source is sequentially changed at constant intervals according to the measurement procedure and input to the input terminal of the amplifier, and the output voltage of the amplifier at this time is measured by the voltage measurement circuit. The control unit performs data processing based on the measured value, detects a pair of input voltage values before and after the output voltage of the amplifier reaches a predetermined value, and sets them as the input voltage change range of the amplifier in the next measurement. The above operation is repeated to calculate the input voltage value corresponding to the above-mentioned predetermined value from the pair of input voltage values detected in the final cycle using the proportional distribution method in the control unit. An offset voltage measuring device for an amplifier, characterized in that
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