電源適配器電壓基準(zhǔn)性能比較和選用

電源適配器電壓基準(zhǔn)性能比較

        表24以AD公司的電壓基準(zhǔn)產(chǎn)品為例,對(duì)掩埋齊納?帶隙和XFET三種類(lèi)型基準(zhǔn)的主要性能進(jìn)行比較,由于生產(chǎn)電壓基準(zhǔn)電源適配器的公司很多,每一類(lèi)產(chǎn)品自身的性能從高到低差別很大，故表2-4主要從總體上比較三種基準(zhǔn)的性能特點(diǎn),以便供選用時(shí)參考。

電源適配器電壓基準(zhǔn)的選用

     ADl,NS, MaxiNE?Linear,T等都是國(guó)際上著名的模擬產(chǎn)品供應(yīng)商,它們可提供各種類(lèi)的基準(zhǔn)產(chǎn)品,根據(jù)前面的討論,引起電壓基準(zhǔn)輸出電壓偏離標(biāo)稱(chēng)值的主要因素是:初始精度,溫度系數(shù),噪聲以及長(zhǎng)期漂移等,因此,在選擇一個(gè)電壓基準(zhǔn)時(shí),需根據(jù)系統(tǒng)要求的分牌率?精度,供電電壓?工作溫度范圍等情況綜合考慮,不能簡(jiǎn)單地以單個(gè)參數(shù)(如初始精度)作為選擇條件,舉例來(lái)說(shuō),一個(gè)12位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)要求分辨到1LsB相當(dāng)于1/22244ppm),如果工作溫度變化范圍為10℃,那么一個(gè)初始精度為0.01%(相當(dāng)于100ppm)溫度系數(shù)為10wm/℃溫度變化范圍內(nèi)偏移100pm)的基準(zhǔn)已能滿足系統(tǒng)的精度要求,因?yàn)榛鶞?zhǔn)引起的總誤差為200cm,但如果工作溫度變化范圍在15℃以上,該基準(zhǔn)就不再適用了。

     對(duì)于初始精度,主要是根據(jù)系統(tǒng)的精度要求進(jìn)行選擇,對(duì)于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),如果采用a位的ADCC或DAC),那么其滿刻度分率為1/2;若要求達(dá)到1LsB的精度,則所配電壓基準(zhǔn)的初始精度可由式(2-18)確定：

考慮到其他誤差的影響,實(shí)際的初始精度還要選得比式(2-18)更高一些,比如?LSB的分屏率精度來(lái)計(jì)算,即為式(2-18)所得結(jié)果的1/2?

     溫度系數(shù)是電壓基準(zhǔn)另一個(gè)重要參數(shù),它的確定除了與系統(tǒng)要求的精度有關(guān)外,還與系統(tǒng)的工作溫度范圍有直接的關(guān)系,對(duì)于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),假設(shè)所用ADC(或DAC)的位數(shù)是,要求達(dá)到1LsB的精度,工作溫度變化是△T,那么基準(zhǔn)的溫度系數(shù)Te可由式(2-19)確定：

       同樣地,考慮到其他誤差的影響,實(shí)際的Tc值還要選得比式(2-19)更小一些,溫度變化△T通常可以25℃為基準(zhǔn)溫度來(lái)計(jì)算,以工業(yè)溫度范圍40℃-85℃為例,△T可取60℃(25℃~85℃),因?yàn)樯a(chǎn)廠商通常在25℃附近已將基準(zhǔn)因溫度變化引起的誤差調(diào)到較小。

       大多數(shù)電壓基準(zhǔn)的噪聲電壓相對(duì)其他誤差而言絕對(duì)值較小,故對(duì)于精度不高的系統(tǒng),其影響  并不突出,但對(duì)于高精度系統(tǒng),需引起高度重現(xiàn),對(duì)于寬帶噪聲,通過(guò)在輸出端增加一個(gè)低ESR(等效串聯(lián)電阻)電容或一個(gè)RC濾波器就可有效地加以抑制?但要注意所加電容的容量要按數(shù)據(jù)手冊(cè)推薦的值選取,如果選得太大,可能引起振蕩而硫壞輸出電壓的穩(wěn)定性,另一個(gè)后果是會(huì)使導(dǎo)通建立時(shí)間增長(zhǎng),至于0.1-10Ha范圍內(nèi)的窄帶噪聲,因?yàn)樗鼈兪腔鶞?zhǔn)中固有的,且不能有效濾掉,故要仔細(xì)評(píng)估?選擇。

        某些系統(tǒng)需長(zhǎng)期工作,同時(shí)要求具有保持重復(fù)測(cè)量的一致性和穩(wěn)定性,這時(shí),基準(zhǔn)的長(zhǎng)期漂移性能指標(biāo)就顯得很重要,XFET基準(zhǔn)具有十分優(yōu)良的長(zhǎng)期漂移特性,故是較佳選擇,對(duì)于便攜式系統(tǒng),都要求低電壓,低功耗,以便延長(zhǎng)電池的使用時(shí)間,對(duì)于這類(lèi)系統(tǒng),選用XFET基準(zhǔn)是十分理想的,它們不僅能在低電壓?小電流下工作,同時(shí)仍能保持很好的性能,AD公司的某些帶隙基準(zhǔn),如REF19和AD58系列也具備低電壓,小靜態(tài)電流的特性,因面也可用于便攜式系統(tǒng),但這些帶隙基準(zhǔn)的長(zhǎng)期漂移?噪聲以及溫度系數(shù)指標(biāo)不如XFET基準(zhǔn)好。