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一、检测项目

1. 基础电气参数检测

• 跨阻增益（直流 / 低频）

• 定义：直流或低频（如 1kHz）下，输出电压与输入电流的比值（$A_T=V_{\text{out}}/I_{\text{in}}$）。

• 检测方法：施加直流或低频小信号电流源，测量对应输出电压，计算增益。

• 频率响应与带宽

• 定义：跨阻增益随输入信号频率的变化特性，3dB 带宽为增益下降至低频值的 1/√2（约 - 3dB）时的频率范围。

• 检测方法：扫频信号源（如正弦波）输入，使用网络分析仪或示波器记录增益 - 频率曲线。

• 噪声性能

• 输入参考噪声电流（$i_n$）：折合到输入端的等效噪声电流，反映放大器自身噪声水平（单位：A/√Hz）。

• 输出噪声电压（$v_n$）：输出端的总噪声电压（单位：V/√Hz）。

• 检测方法：无输入信号时，用频谱分析仪测量输出噪声功率，结合增益计算输入参考噪声。

2. 非线性与失真检测

• 总谐波失真（THD）

• 定义：输入正弦信号时，输出中谐波分量与基波分量的比值（通常以百分比表示）。

• 检测方法：输入大信号（如 1mA 峰峰值），用频谱分析仪分析输出信号的谐波成分。

• 输入动态范围

• 线性范围：放大器保持线性放大的输入电流范围（下限受噪声限制，上限受饱和或失真限制）。

• 检测方法：逐步增大输入电流，监测输出波形失真（如削顶），确定最大不失真输入范围。

3. 阻抗与稳定性检测

• 输入阻抗（$Z_{\text{in}}$）

• 定义：放大器输入端的等效阻抗（跨阻放大器通常设计为低输入阻抗，以抑制反馈噪声）。

• 检测方法：注入小信号电压，测量输入电流，计算 $Z_{\text{in}}=V_{\text{in}}/I_{\text{in}}$。

• 输出阻抗（$Z_{\text{out}}$）

• 定义：输出端在特定频率下的等效阻抗（影响负载驱动能力）。

• 检测方法：改变负载电阻，测量输出电压变化，计算输出阻抗。

• 相位裕度与稳定性

• 定义：反馈系统的相位裕度，评估放大器在闭环状态下的稳定性（通常要求≥45° 以避免振荡）。

• 检测方法：开环频率响应测试，使用波特图分析相位与增益交点的相位裕度。

4. 环境与可靠性检测

• 温度稳定性

• 增益温度系数：跨阻增益随温度变化的速率（单位：Ω/℃）。

• 检测方法：在恒温箱内改变温度（如 - 40℃~+85℃），测量不同温度下的增益。

• 电源抑制比（PSRR）

• 定义：电源电压波动对输出电压的抑制能力（单位：dB，$\text{PSRR}=20\log (\Delta V_{\text{supply}}/\Delta V_{\text{out}})$）。

• 检测方法：施加电源纹波，测量输出端的纹波电压。

二、检测标准与方法

1. 通用电子电路测试标准

• IEEE 1241-2010

• 《Standard Methods for Characterizing Performance of Analog-to-Digital Converters》

• 涉及模拟前端（包括跨阻放大器）的噪声、失真、动态范围等测试方法。

• JEDEC JESD42-11

• 《DC Test Methods for CMOS Devices》

• 规定半导体器件的直流参数测试，适用于跨阻放大器的直流增益、输入 / 输出阻抗等。

• IEC 61000-4-3

• 《Electromagnetic compatibility (EMC) – Testing and measurement techniques – Radiated, radio-frequency, electromagnetic field immunity test》

• 电磁兼容性测试，间接影响噪声检测的环境要求。

2. 行业与应用特定标准

• 光通信领域（如光纤接收器 TIA）

• 规定高速跨阻放大器的带宽、噪声、失真等指标。

• 涉及光接收机中跨阻放大器的灵敏度、动态范围测试。

• GB/T 15972.46-2008（等同 IEC 61280-2-9）
  《纤维光学互连器件和无源元件 基本试验和测量程序 第 2-9 部分：试验 光接收机灵敏度和过载功率》

• OIF-40G-LR-01（40Gbps 光模块标准）

• 传感器接口电路

• 适用于加速度计等传感器配套的跨阻放大器，涉及低噪声、高增益稳定性要求。

• ISO 16063-21
  《振动与冲击传感器校准方法 第 21 部分：振动灵敏度校准》

3. 测试设备与方法

• 核心设备

• 信号源：高精度电流源（如直流恒流源、交流信号发生器）。

• 测量仪器：数字示波器（测波形）、频谱分析仪（测噪声与失真）、网络分析仪（测频率响应）。

• 辅助工具：恒温箱（温度测试）、屏蔽盒（抗电磁干扰）。

• 典型测试电路

• 输入端短路（或接 50Ω 匹配负载），用频谱分析仪测量输出噪声功率谱密度，换算为输入参考噪声电流 $i_n=v_n/A_T$。

• 输入端接电流源 $I_{\text{in}}$，输出端接负载电阻 $R_L$（匹配放大器输出阻抗），测量 $V_{\text{out}}=A_T\cdot I_{\text{in}}$。

• 跨阻增益测试：

• 噪声测试：

三、注意事项

1. 负载匹配：测试时需确保负载电阻与放大器设计匹配（如光接收机 TIA 通常匹配 50Ω 或高阻负载）。

2. 偏置条件：严格按照器件手册设置电源电压、偏置电流等参数，避免非线性失真。

3. 噪声环境：测试需在低电磁干扰环境下进行，必要时使用屏蔽设备和接地处理。

4. 高速特性：对于 GHz 级跨阻放大器（如光通信应用），需使用高频探头和校准过的同轴电缆，避免信号损耗。