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基准电压源你必需要了解的知识

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标签: 基准电压

基准电压

基准电压源和线性调节器具有许多共同点。事实上,后者在功能上相当于一个基准电压源,只是输出电流(或功率)更大。相应地,这两种电路的几乎所有规格都具有极大的相似性(即使基准电压源在漂移、精度等方面的性能往往较高)。在当今的许多应用中,所需的支持电路都包含在转换器封装之中。这对设计人员来说是有利的,因为这可以简化系统的设计,而且可以保障性能。

基准电压源对模拟系统的性能和精度产生着重大影响。5V基准电压源上的±5mV容差相当于±0.1%的绝对精度,其精度仅为10位。对于12位系统,选择容差为±1mV的基准电压源,其性价比可能远远超过手动校准,而进行绝对16位测量的系统中必须要求高初始精度和校准。请注意,许多系统进行的是相对测量而非绝对测量,这种情况下,基准电压源的绝对精度的重要性有所下降,虽然噪声和短期稳定性可能是重要因素。

温度漂移或者老化导致的漂移可能是比绝对精度更重要的问题。虽然初始误差始终可以调整,但对漂移进行补偿却存在较大的困难。在可能的情况下,选择基准电压源时应该注重温度系数和老化特性,以便能在工作温度范围内以及系统的预期寿命期间保持充足的精度。

虽然基准电压源的噪声往往被忽视,却可能是系统设计中一个极其重要的因素。噪声指基准电压的瞬间变化。其额定值一般标示于数据手册中,但系统设计师经常会忽略规格参数,并想当然地认为基准电压源不会对系统带来额外的噪声。

基准电压源必须考虑两个动态问题:启动时的行为,及其在瞬态负载下的行为。对于第一点,始终要记住的是,基准电压源不会立即上电(ADC、DAC以及分立式设计中的基准电压源确实是这样)。因此,打开ADC和基准电压源(内部或外部),读取数值,然后再在几微秒之内关闭,这是几乎不太可能做到的,无论这样做有多么节能。

对于第二点,给定的基准电压源IC不一定就适用于脉冲加载条件,这要取决于具体的架构。许多基准电压源采用低功耗,也即低带宽的输出缓冲放大器。在快速瞬态负载的情况下,结果会造成性能下降,从而可能导致快速ADC的性能下降(尤其是逐次逼近和闪存ADC)。通过适当去耦可以缓解这个问题(但有些基准电压源会随容性负载振荡),或者也可以使用额外的外部宽带缓冲放大器来驱动发生瞬态负载的节点。

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