您需要一個(gè)電壓基準(zhǔn),但您不確定如何選擇最適合您應(yīng)用的基準(zhǔn)。那么您來(lái)對(duì)地方了!在這篇博文中,我將討論一些關(guān)鍵的電壓基準(zhǔn)參數(shù),并基于您的應(yīng)用幫您權(quán)衡這些參數(shù),以尋找到“剛好適合”您應(yīng)用的“Goldilocks”電壓基準(zhǔn)。
首先,考慮您的應(yīng)用是否需要一個(gè)并聯(lián)電壓基準(zhǔn)或一個(gè)串聯(lián)電壓基準(zhǔn)。您不必立即選定一個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),但它有助于了解每一應(yīng)用的最佳用例。若您不熟悉并聯(lián)電壓基準(zhǔn)和串聯(lián)電壓基準(zhǔn)之間的差異,就此話題我寫(xiě)了一篇博文“了解參考電壓:并聯(lián)VS串聯(lián)。哪種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更適合您?”及白皮書(shū)“并聯(lián)與串聯(lián):如何選擇一個(gè)電壓基準(zhǔn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)”,因此您可查閱了解。
第二,定義應(yīng)用程序的系統(tǒng)邊界。尋找一個(gè)電壓基準(zhǔn)時(shí),了解物理環(huán)境、環(huán)境溫度的變化及任何系統(tǒng)校準(zhǔn)是否會(huì)發(fā)生都是重要的考慮因素。我已在下方列出幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù),附帶一些相應(yīng)計(jì)算公式和問(wèn)題。在每一部分末尾,我列出了典型設(shè)備及常用設(shè)備的應(yīng)用。
初始精度
- 相關(guān)問(wèn)題:
“我所需的電壓基準(zhǔn)到底多精確?”
“我需要進(jìn)行系統(tǒng)校準(zhǔn)嗎?”
- 描述:“初始精度”是實(shí)際的參考電壓將如何接近室溫下所列電壓的規(guī)范。初始精度典型被定義為目標(biāo)電壓的百分比。例如,使用+/- 1%初始精度的2.5V基準(zhǔn)將會(huì)具有2.475V和2.525V(+/-2.5mV)之間的初始室溫電壓。請(qǐng)記住,若您正執(zhí)行系統(tǒng)校準(zhǔn),則此初始精度規(guī)范可能并非一個(gè)高優(yōu)先級(jí)。
- 示例:
LM4132串聯(lián)電壓基準(zhǔn):0.05%的精度。
LM4030并聯(lián)電壓基準(zhǔn):0.05%的精度。
- 應(yīng)用:
LM4030由于其高初始精度廣泛應(yīng)用于工廠自動(dòng)化和測(cè)試/測(cè)量應(yīng)用。
溫度系數(shù)
- 相關(guān)問(wèn)題:
“系統(tǒng)將經(jīng)歷高/低溫嗎?”
- 描述:
“溫度系數(shù)”也稱(chēng)為TempCo或溫度漂移。由于環(huán)境溫度變化,其為基準(zhǔn)電壓變化的量度。此delta通常以百萬(wàn)分率/攝氏度表示。剛開(kāi)始您可能會(huì)對(duì)此感到困惑。為了計(jì)算參考電壓中的變化,將測(cè)試的溫度范圍與溫度系數(shù)相乘。例如,LM4132在-40℃至125℃的溫度范圍內(nèi),具有20ppm/℃的溫度系數(shù),因此由于溫度變化,對(duì)于2.5V基準(zhǔn)來(lái)講,最大偏差是3,300ppm或8.25mV。即使應(yīng)用溫度范圍小于所述測(cè)試溫度范圍,您在計(jì)算時(shí)也必須使用完整測(cè)試溫度范圍,因?yàn)樵撈畈灰欢ㄅc溫度成線性關(guān)系。
- 示例:
LM4132串聯(lián)電壓基準(zhǔn):20ppm /℃。
REF50xx串聯(lián)電壓基準(zhǔn):3ppm /℃。
LM4050并聯(lián)電壓基準(zhǔn):50PPM /℃。
- 應(yīng)用:
LM4132的低溫度系數(shù)使得它廣泛用于工廠自動(dòng)化和控制應(yīng)用,其中環(huán)境可偏離舒適的房間溫度設(shè)定。
熱滯
- 相關(guān)問(wèn)題:
“系統(tǒng)會(huì)循環(huán)高溫和低溫嗎?”
- 描述:
“熱滯”是環(huán)境溫度完整周期后的室溫條件下基準(zhǔn)電壓中的差異。一個(gè)完整的環(huán)境溫度循環(huán)始于室溫條件。在返至室溫前,環(huán)境溫度會(huì)斜降/斜升到設(shè)備的最小值和最大值。溫度循環(huán)前后,在25℃條件下測(cè)量基準(zhǔn)電壓,并將差值記錄為熱滯后。熱滯后是由施加于封裝的應(yīng)力和由于熱膨脹等熱效應(yīng)應(yīng)力消失所引起的。若您的應(yīng)用將處在一個(gè)固定的溫度環(huán)境下,那么并不用太擔(dān)心熱滯現(xiàn)象。
- 示例:
LM4140串聯(lián)電壓基準(zhǔn):20ppm。
- 應(yīng)用:
LM4140因其極低的熱滯后非常適合諸如傳感器和變送器的工廠自動(dòng)化應(yīng)用。
長(zhǎng)期穩(wěn)定性
- 相關(guān)問(wèn)題:
“如何長(zhǎng)期穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓?”
- 描述
“長(zhǎng)期穩(wěn)定性”是隨時(shí)間變化的基準(zhǔn)電壓偏差預(yù)估。此參數(shù)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)期間很典型,其中,多個(gè)部件在正常操作條件下試驗(yàn)1000小時(shí)。1000小時(shí)試驗(yàn)前后測(cè)定基準(zhǔn)電壓,并將該差值以百萬(wàn)分率記錄作為長(zhǎng)期穩(wěn)定性。將部件置于具有最小機(jī)械應(yīng)力的電路板上可減少影響長(zhǎng)期穩(wěn)定性的因素。在給定應(yīng)力條件下,一個(gè)典型印刷電路板的邊緣的變形面積最小,而電路板中心變形面積最大。
- 示例
LM4030并聯(lián)電壓基準(zhǔn):40ppm。
REF50xx串聯(lián)電壓基準(zhǔn):45ppm。
- 應(yīng)用:
LM4030因其低長(zhǎng)期漂移而廣泛應(yīng)用于工廠自動(dòng)化和測(cè)試/測(cè)量應(yīng)用中,其中,電壓基準(zhǔn)需要持續(xù)很長(zhǎng)一段時(shí)間。
低頻噪聲
- 相關(guān)問(wèn)題:
“在基準(zhǔn)電壓,我期望經(jīng)受多大噪音?”
- 描述
“低頻噪聲”的特征為0.1Hz和10Hz的之間的峰-峰值。由于其低頻率性質(zhì),通常不會(huì)被濾掉。另一方面,寬帶噪聲的特征為10Hz至10kHz之間的峰-峰值,并且通過(guò)大小合適的輸出電容器可輕松被濾除。低頻噪聲因此通常為基準(zhǔn)電壓噪聲的主要來(lái)源。
- 示例:
LM4140串聯(lián)基準(zhǔn)電壓:2.2μVpp。
REF50xx串聯(lián)基準(zhǔn)電壓:3μVpp/ V(輸出電壓上,每伏為3μVpp;對(duì)于REF5025,VOUT= 7.5μVpp時(shí),每伏為3μVpp)。
- 應(yīng)用:
LM4140串聯(lián)基準(zhǔn)電壓的低噪音使得其廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、服務(wù)器和工廠自動(dòng)化應(yīng)用。
現(xiàn)在,您應(yīng)該對(duì)一些最重要的電壓基準(zhǔn)參數(shù)有了一個(gè)基本了解。您可更自信地瀏覽德州儀器可用的電壓基準(zhǔn)庫(kù)。若您有興趣了解此博客中針對(duì)此話題討論的更多詳情,請(qǐng)閱讀白皮書(shū)“參考電壓選擇基礎(chǔ)?!?/p>
審核編輯:符乾江
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