如何選擇基準電壓源？

　　雖然每種模擬IC類型都有必須優(yōu)化的特定參數(shù)，但這里將探討基準電壓源——可產(chǎn)生穩(wěn)定、精確直流電壓的器件，該器件決定了ADC、DAC和其他模擬電路的精度。

　　基準電壓源旨在產(chǎn)生精確的電壓，因此輸出電壓的數(shù)值和精度顯然很重要。 此外，應(yīng)考慮特定器件的參數(shù)，比如溫度漂移、長期穩(wěn)定性、輸出電路、裕量和噪聲。

　　目前產(chǎn)品的輸出電壓范圍有限，幾乎所有產(chǎn)品都在+0.5 V和+10 V范圍內(nèi)。就我所知，目前市場上沒有三引腳負基準電壓源[iv]，但可搭配雙引腳(分流)基準電壓源和正/負電源使用。 除了輸出固定電壓的基準電壓源，某些基準電壓源還允許通過一個或兩個外部電阻對輸出編程。 當然，這些基準電壓源的精度和穩(wěn)定性受電阻的精度和穩(wěn)定性以及基準電壓源自身的內(nèi)部精度影響。

　　那么，我們希望有怎樣的精度和穩(wěn)定性呢? AD588最大初始誤差額定值為0.01%(1/10,000，或約為13位)，最大溫度系數(shù)為1.5 ppm/°C。 在–40°C至+100°C工業(yè)溫度范圍內(nèi)，這會導(dǎo)致210 ppm的變化量，或者說12位時的1 LSB。 因此，如果不采用溫度補償，那么在溫度范圍內(nèi)我們能夠保證的最佳未校準絕對精度約為12位[v]。 如果我們以昂貴的高精度電壓為標準進行校準(機架式設(shè)備，非IC)，然后將輸入IC的溫度范圍限制在室溫的±20°C左右，那么我們也許能獲得大約16位的溫度補償絕對精度。

　　然而，如果溫度在較大范圍內(nèi)變動，熱機械遲滯會將基準電壓源的可重復(fù)性限制在14位左右，而無論它們是否校準得很好，也無論是否進行了溫度補償。

　　很多基準電壓源數(shù)據(jù)手冊會給出長期漂移——通常約為25 ppm/1000小時。 這一誤差與時間的平方根成比例關(guān)系，即25 ppm/1000小時 ≈ 75 ppm/年。 實際比例似乎(不一定)比這更好一點，因為老化速率通常在經(jīng)過前幾千小時之后會有所降低。 因此，得到一個約14位的圖。

　　基準電壓源輸出架構(gòu)的兩種基本類型是串聯(lián)和分流。 分流基準電壓源類似于齊納二極管，它具有兩個引腳，以固定電壓吸取可變電流。 串聯(lián)穩(wěn)壓器有三個引腳——輸入、輸出和接地。 在輸入端施加一個高于基準電壓的直流電壓，然后輸出精確的基準電壓。 大部分基準電壓源要求輸入電壓高于輸出1 V或更多，但低壓差基準電壓源允許兩者之差低至幾十或幾百mV。

　　最簡單的串聯(lián)基準電壓源具有射極跟隨器輸出級，并且只能提供源電流，但很多基準電壓源應(yīng)用要求基準電壓源同時也能吸取電流。 當應(yīng)用要求電流雙向流動時，必須檢查這一點。

　　用來生成精密基準電壓的機制有時候可能充滿噪聲，因此檢驗基準電壓源噪聲對于應(yīng)用而言是否足夠低是很重要的。 中頻段噪聲(高于100 Hz)的頻譜密度可能為幾十mV/√Hz或更高，但通?？墒褂秒娙轂V除，前提是基準電壓源采用容性負載時能夠穩(wěn)定工作。 注意，就算基準電壓源工作穩(wěn)定，容性負載也有可能會增加開啟時間。 低頻噪聲比較麻煩，通常位于低頻段內(nèi)，即0.1 Hz至10 Hz。 低頻噪聲只要不超過5 μV峰峰值就行了，1 μV至2 μV峰峰值就更理想了。

　　適用于通用模擬IC的其他考慮因素也同樣適用于基準電壓源。