基準(zhǔn)電壓源設(shè)計(jì).pdf

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1、全球領(lǐng)先的高性能信號(hào)處理解決方案供應(yīng)商設(shè)計(jì)基礎(chǔ)基準(zhǔn)電壓源電流檢測(cè)和電流源主講人：DavidKress議程?基準(zhǔn)電壓源?系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的用途?基準(zhǔn)電壓源的類(lèi)型?規(guī)格和用法?典型應(yīng)用?電流源?應(yīng)用?產(chǎn)生電流源和驅(qū)動(dòng)的電路?電流檢測(cè)?電機(jī)和電磁閥控制?光電二極管?遠(yuǎn)程檢測(cè)?工業(yè)信號(hào)模擬轉(zhuǎn)電子信號(hào)處理傳感器放大器轉(zhuǎn)換器數(shù)字處理器（輸入）執(zhí)行器放大器轉(zhuǎn)換器（輸出）電子信號(hào)處理中的基準(zhǔn)電壓源傳感器驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)電壓輸入傳感器放大器轉(zhuǎn)換器數(shù)字處理器（輸入）接地基準(zhǔn)基準(zhǔn)電壓輸入執(zhí)行器放大器轉(zhuǎn)換器（輸出）基準(zhǔn)電壓源的用途?與其它系統(tǒng)進(jìn)行

2、比較的標(biāo)準(zhǔn)?系統(tǒng)輸入和輸出的等效性?傳感器驅(qū)動(dòng)器?電橋和電阻需要精確驅(qū)動(dòng)來(lái)產(chǎn)生精確輸出?數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器基準(zhǔn)電壓源?輸入與基準(zhǔn)電壓源成比例，因此數(shù)字輸出碼與全“1”碼成比例?設(shè)置跳變點(diǎn)?跳變點(diǎn)比較器的基準(zhǔn)側(cè)基準(zhǔn)電壓源精度要求?絕對(duì)精度?儀表測(cè)量需要非常高的絕對(duì)精度?固定輸出電平的傳感器也需要，如熱電偶（J型，100C=5.269mV）等?音頻或視頻?10%絕對(duì)基準(zhǔn)電壓誤差=聲級(jí)的1dB誤差?與分辨率相比較?基準(zhǔn)電壓源的1ppm誤差相當(dāng)于20位精度?15ppm相當(dāng)于16位精度?244ppm相當(dāng)于12位精度(1/400

3、0)?絕對(duì)誤差一般通過(guò)校準(zhǔn)消除?因此重要的是基準(zhǔn)電壓變化基準(zhǔn)電壓源和規(guī)格問(wèn)題?基準(zhǔn)電壓源的目標(biāo)用途?提供給定電平的精確電壓輸出?所有其它規(guī)格都是導(dǎo)致輸出與上述精確電壓偏離的因素?主要規(guī)格有噪聲和漂移（溫漂和長(zhǎng)期漂移）?無(wú)法補(bǔ)償或限制?高噪聲會(huì)限制最終分辨率–高頻噪聲可利用緩沖器濾除–低頻噪聲則難以濾除?在關(guān)鍵應(yīng)用中可以補(bǔ)償溫漂?遲滯誤差會(huì)因?yàn)闇囟戎芷诙?長(zhǎng)期漂移可能需要定期校準(zhǔn)基準(zhǔn)電壓誤差分析和補(bǔ)償?輸出負(fù)載?基準(zhǔn)電壓源顯示輸出隨負(fù)載變化而變化-通常沒(méi)有像運(yùn)算放大器那么好的輸出阻抗?動(dòng)態(tài)負(fù)載一般需要緩沖?

4、SAR型ADC在高頻時(shí)會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓源無(wú)法跟蹤的嚴(yán)重動(dòng)態(tài)負(fù)載?輸入電壓變化?新型基準(zhǔn)電壓源是LDO（低壓差）–其輸出非常接近輸入?壓差較低時(shí)，電源抑制性能一般會(huì)下降?移動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以采用快速喚醒/關(guān)斷方法來(lái)將功耗降至最低?檢查基準(zhǔn)電壓源的動(dòng)態(tài)開(kāi)啟以確保精度系統(tǒng)級(jí)校準(zhǔn)?希望所有器件使用一個(gè)共同基準(zhǔn)?共同基準(zhǔn)的校準(zhǔn)涉及整個(gè)系統(tǒng)?在單個(gè)基準(zhǔn)上付出較多成本以獲得更好的漂移和噪聲性能?利用緩沖放大器將基準(zhǔn)電平分布于整個(gè)系統(tǒng)?務(wù)必不要讓放大器影響性能?傳感器和ADC使用共同基準(zhǔn)?如果基準(zhǔn)電壓偏移，相對(duì)精度和校準(zhǔn)將保持不變

5、?許多新型ADC利用內(nèi)部基準(zhǔn)電壓驅(qū)動(dòng)傳感器?最大程度地減少器件數(shù)量固定和可調(diào)基準(zhǔn)電壓源?固定基準(zhǔn)電壓源具有完全平衡的器件，溫度和時(shí)間漂移性能良好?作為一個(gè)完整的器件進(jìn)行測(cè)試和認(rèn)證?可調(diào)基準(zhǔn)電壓源應(yīng)用廣泛?校準(zhǔn)和補(bǔ)償系統(tǒng)變化?匹配其它系統(tǒng)?外部調(diào)整元件不匹配?外部電阻與內(nèi)部電阻的溫度系數(shù)不同?時(shí)間漂移特性不確定基準(zhǔn)電壓源調(diào)整?將調(diào)整范圍減至最小以保持漂移性能?0.5%調(diào)整范圍將其對(duì)基準(zhǔn)電壓性能的影響降至最小，但需要使用高品質(zhì)元件?用DigiTrimDAC電位計(jì)代替電阻調(diào)整器可降低成本、提高穩(wěn)定性并提供數(shù)字編程能

6、力利用數(shù)字控制設(shè)置高精度基準(zhǔn)電平?內(nèi)置精密基準(zhǔn)源的高精度DAC可提供數(shù)字設(shè)置的精確基準(zhǔn)電平?自動(dòng)測(cè)試設(shè)備驅(qū)動(dòng)電平?比較器的可調(diào)跳變點(diǎn)?輸出負(fù)載?基準(zhǔn)電壓源可能需要利用精密放大器進(jìn)行緩沖，以將輸出負(fù)載的變化降至最小?緩沖放大器選擇?基準(zhǔn)電壓放大器必須具有低失調(diào)、低漂移、低噪聲、高開(kāi)環(huán)增益和低輸出阻抗等特性?任何放大器精度問(wèn)題都會(huì)產(chǎn)生不利影響設(shè)置高精度基準(zhǔn)電平(CN0169)負(fù)基準(zhǔn)電壓源和跟蹤基準(zhǔn)電壓源?測(cè)試設(shè)備或特殊傳感器驅(qū)動(dòng)器偶爾需要負(fù)基準(zhǔn)電壓源?用于電平轉(zhuǎn)換以適應(yīng)ADC輸入范圍或創(chuàng)建虛擬地，比負(fù)電源更精確?

7、無(wú)商用器件–沒(méi)有足夠的需求?使用反向運(yùn)算放大器的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)需要精密電阻?更好的負(fù)基準(zhǔn)電壓源可以利用某些正基準(zhǔn)電壓源直接實(shí)現(xiàn)?跟蹤基準(zhǔn)電壓源具有匹配的正負(fù)輸出?負(fù)基準(zhǔn)電壓源可以利用運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)?完整的基準(zhǔn)電壓源封裝內(nèi)置跟蹤功能，性能更好負(fù)基準(zhǔn)電壓源設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)反相運(yùn)算放大器電路改進(jìn)的電路不需要精密電阻匹配跟蹤基準(zhǔn)電壓源高性能跟蹤基準(zhǔn)電壓源AD588利用精密調(diào)整電阻實(shí)現(xiàn)出色的匹配跟蹤基準(zhǔn)電壓源使用四通道運(yùn)算放大器的多路輸出跟蹤基準(zhǔn)電壓源設(shè)計(jì)10V、7.5V、5V、2.5V–其它電壓可以設(shè)置需要使用精密電阻遠(yuǎn)程負(fù)載檢測(cè)

8、可提高精度?當(dāng)負(fù)載離基準(zhǔn)電壓源有一定距離且阻抗較低時(shí)，壓降會(huì)影響精度?遠(yuǎn)程負(fù)載檢測(cè)可消除壓降誤差?也稱為“開(kāi)爾文連接”傳感器和轉(zhuǎn)換器使用共同基準(zhǔn)電壓源驅(qū)動(dòng)?使用共同基準(zhǔn)電壓源可使測(cè)量結(jié)果成比例，消除基準(zhǔn)漂移問(wèn)題?在低精度系統(tǒng)中，可以使用電源?必須是低噪聲電源?內(nèi)置基準(zhǔn)電壓源以驅(qū)動(dòng)傳感器的ADC更佳基準(zhǔn)電壓源與穩(wěn)壓器?將電源用作基準(zhǔn)電壓源是很誘人的想法?簡(jiǎn)化配線?成本較低?可能適合低端消費(fèi)電子/8位系