電源適配器電壓基準性能比較和選用

電源適配器電壓基準性能比較

        表24以AD公司的電壓基準產(chǎn)品為例,對掩埋齊納?帶隙和XFET三種類型基準的主要性能進行比較,由于生產(chǎn)電壓基準電源適配器的公司很多,每一類產(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的性能特點,以便供選用時參考。

電源適配器電壓基準的選用

     ADl,NS, MaxiNE?Linear,T等都是國際上著名的模擬產(chǎn)品供應商,它們可提供各種類的基準產(chǎn)品,根據(jù)前面的討論,引起電壓基準輸出電壓偏離標稱值的主要因素是:初始精度,溫度系數(shù),噪聲以及長期漂移等,因此,在選擇一個電壓基準時,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,不能簡單地以單個參數(shù)(如初始精度)作為選擇條件,舉例來說,一個12位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)要求分辨到1LsB相當于1/22244ppm),如果工作溫度變化范圍為10℃,那么一個初始精度為0.01%(相當于100ppm)溫度系數(shù)為10wm/℃溫度變化范圍內(nèi)偏移100pm)的基準已能滿足系統(tǒng)的精度要求,因為基準引起的總誤差為200cm,但如果工作溫度變化范圍在15℃以上,該基準就不再適用了。

     對于初始精度,主要是根據(jù)系統(tǒng)的精度要求進行選擇,對于數(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;若要求達到1LsB的精度,則所配電壓基準的初始精度可由式(2-18)確定：

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

     溫度系數(shù)是電壓基準另一個重要參數(shù),它的確定除了與系統(tǒng)要求的精度有關外,還與系統(tǒng)的工作溫度范圍有直接的關系,對于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),假設所用ADC(或DAC)的位數(shù)是,要求達到1LsB的精度,工作溫度變化是△T,那么基準的溫度系數(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℃為基準溫度來計算,以工業(yè)溫度范圍40℃-85℃為例,△T可取60℃(25℃~85℃),因為生產(chǎn)廠商通常在25℃附近已將基準因溫度變化引起的誤差調(diào)到較小。

       大多數(shù)電壓基準的噪聲電壓相對其他誤差而言絕對值較小,故對于精度不高的系統(tǒng),其影響  并不突出,但對于高精度系統(tǒng),需引起高度重現(xiàn),對于寬帶噪聲,通過在輸出端增加一個低ESR(等效串聯(lián)電阻)電容或一個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,另一個后果是會使導通建立時間增長,至于0.1-10Ha范圍內(nèi)的窄帶噪聲,因為它們是基準中固有的,且不能有效濾掉,故要仔細評估?選擇。

        某些系統(tǒng)需長期工作,同時要求具有保持重復測量的一致性和穩(wěn)定性,這時,基準的長期漂移性能指標就顯得很重要,XFET基準具有十分優(yōu)良的長期漂移特性,故是較佳選擇,對于便攜式系統(tǒng),都要求低電壓,低功耗,以便延長電池的使用時間,對于這類系統(tǒng),選用XFET基準是十分理想的,它們不僅能在低電壓?小電流下工作,同時仍能保持很好的性能,AD公司的某些帶隙基準,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),但這些帶隙基準的長期漂移?噪聲以及溫度系數(shù)指標不如XFET基準好。