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如何選擇基準(zhǔn)電壓源?

作者: 時間:2015-10-10 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  旨在產(chǎn)生精確的電壓,因此輸出電壓的數(shù)值和精度顯然很重要。 此外,應(yīng)考慮特定器件的參數(shù),比如溫度漂移、長期穩(wěn)定性、輸出電路、裕量和噪聲。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/281110.htm

  目前產(chǎn)品的輸出電壓范圍有限,幾乎所有產(chǎn)品都在+0.5 V和+10 V范圍內(nèi)。就我所知,目前市場上沒有三引腳負[iv],但可搭配雙引腳(分流)和正/負電源使用。 除了輸出固定電壓的基準(zhǔn)電壓源,某些基準(zhǔn)電壓源還允許通過一個或兩個外部電阻對輸出編程。 當(dāng)然,這些基準(zhǔn)電壓源的精度和穩(wěn)定性受電阻的精度和穩(wěn)定性以及基準(zhǔn)電壓源自身的內(nèi)部精度影響。

  那么,我們希望有怎樣的精度和穩(wěn)定性呢? AD588最大初始誤差額定值為0.01%(1/10,000,或約為13位),最大溫度系數(shù)為1.5 ppm/°C。 在–40°C至+100°C工業(yè)溫度范圍內(nèi),這會導(dǎo)致210 ppm的變化量,或者說12位時的1 LSB。 因此,如果不采用溫度補償,那么在溫度范圍內(nèi)我們能夠保證的最佳未校準(zhǔn)絕對精度約為12位[v]。 如果我們以昂貴的高精度電壓為標(biāo)準(zhǔn)進行校準(zhǔn)(機架式設(shè)備,非IC),然后將輸入IC的溫度范圍限制在室溫的±20°C左右,那么我們也許能獲得大約16位的溫度補償絕對精度。

  然而,如果溫度在較大范圍內(nèi)變動,熱機械遲滯會將基準(zhǔn)電壓源的可重復(fù)性限制在14位左右,而無論它們是否校準(zhǔn)得很好,也無論是否進行了溫度補償。

  很多基準(zhǔn)電壓源數(shù)據(jù)手冊會給出長期漂移——通常約為25 ppm/1000小時。 這一誤差與時間的平方根成比例關(guān)系,即25 ppm/1000小時 ≈ 75 ppm/年。 實際比例似乎(不一定)比這更好一點,因為老化速率通常在經(jīng)過前幾千小時之后會有所降低。 因此,得到一個約14位的圖。

  基準(zhǔn)電壓源輸出架構(gòu)的兩種基本類型是串聯(lián)和分流。 分流基準(zhǔn)電壓源類似于齊納二極管,它具有兩個引腳,以固定電壓吸取可變電流。 串聯(lián)穩(wěn)壓器有三個引腳——輸入、輸出和接地。 在輸入端施加一個高于基準(zhǔn)電壓的直流電壓,然后輸出精確的基準(zhǔn)電壓。 大部分基準(zhǔn)電壓源要求輸入電壓高于輸出1 V或更多,但低壓差基準(zhǔn)電壓源允許兩者之差低至幾十或幾百mV。

  最簡單的串聯(lián)基準(zhǔn)電壓源具有射極跟隨器輸出級,并且只能提供源電流,但很多基準(zhǔn)電壓源應(yīng)用要求基準(zhǔn)電壓源同時也能吸取電流。 當(dāng)應(yīng)用要求電流雙向流動時,必須檢查這一點。

  用來生成精密基準(zhǔn)電壓的機制有時候可能充滿噪聲,因此檢驗基準(zhǔn)電壓源噪聲對于應(yīng)用而言是否足夠低是很重要的。 中頻段噪聲(高于100 Hz)的頻譜密度可能為幾十mV/√Hz或更高,但通??墒褂秒娙轂V除,前提是基準(zhǔn)電壓源采用容性負載時能夠穩(wěn)定工作。 注意,就算基準(zhǔn)電壓源工作穩(wěn)定,容性負載也有可能會增加開啟時間。 低頻噪聲比較麻煩,通常位于低頻段內(nèi),即0.1 Hz至10 Hz。 低頻噪聲只要不超過5 μV峰峰值就行了,1 μV至2 μV峰峰值就更理想了。

  適用于通用模擬IC的其他考慮因素也同樣適用于基準(zhǔn)電壓源。



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