古人言“沒有規矩不成方圓”,此“規矩”是古人畫圓形和方形的兩種工具,比喻一定的標準、法則。而在電路的虛擬世界,這種“規矩”也很重要,是實現模擬與數字世界的基礎——數字世界所有電子設備都必須以某種方式與真實世界交互,電子設備必須能夠將真實世界映射到電子世界中的可測的量(電壓)。要測量電壓,你也需要一個“規矩”——衡量標準,該標準就是基準電壓,電壓基準源的作用即是將數據采集與真實世界進行關聯。電壓基準源是一個可產生穩定、精確直流電壓的器件,一般用于ADC、DAC和其他模擬電路精確的參考電壓設定。
現代數據采集和信號發生系統既復雜又精細。幾十年的 IC 和應用開發以及一代又一代設計已經優化了性能和眾多優點,同時使性能不斷提高、優點不斷增多。新的設計必須憑借精心挑選的性能、尺寸、電源范圍、穩定性以及更多優點,實現與之前設計的差異化。同時,DAC、ADC、電壓基準等高性能集成電路的性能已經被推進到了極限。關于電壓基準,常常必須在精確度和眾多優點之間做出設計選擇。當需要最高性能時,就有可能缺乏靈活性和兼容性。

電壓基準源的作用:將數據采集與真實世界進行關聯
毫無疑問,“規矩”是標準性決定了要求穩定、準確。長期以來,在所有可用的電壓基準類型中,帶隙電壓基準因其特點與性能的組合,一直是最佳的選擇。過去,精確度最高和最穩定的系統一直是用齊納基準設計的,齊納基準的低漂移、高穩定性和低噪聲使系統能夠既提供很大的動態范圍,又具備良好的穩定性。
然而,與掩埋式齊納基準相比,它們并未始終提供最佳的性能?;蛘?,帶隙架構使得設計具備眾多有用特點的基準成為可能,包括低壓差、寬溫度范圍、低功率、小尺寸、寬工作范圍和寬負載電流能力。因此,齊納基準一般不適合大多數新系統。齊納基準需要很高的電源電壓才能運行,而且很多采用齊納基準的設計都僅針對特定系統而優化,例如電源電壓高于 10V、可用電路板面積很大以及負載阻抗已經完全了解的系統。對很多新設計而言,這些假定很少適用。此外,采用齊納架構的基準一直以來幾乎沒有什么新發展,因此,齊納基準極少提供更常用且低于 5V (例如 4.096V、2.5V 和 1.25V) 的基準電壓。

基于LT1236的深埋齊納基準設計
要獲得綜合的優點和性能,帶隙電壓基準一直是最佳選擇。與齊納架構相比,帶隙架構盡管犧牲了一些穩定性,卻有可能用來設計出具備很多優點的基準,包括低壓差、寬溫度范圍、低功率、小尺寸、寬工作范圍和寬負載電流范圍等優點。由于這些優點,已經產生了大量高性能 LDO 穩壓器和精確的電壓基準。相對低的、約為 1.2V 的帶隙電壓為設計提供各種電壓的產品帶來了方便,包括 1.25V、2.048V、2.5V、3V、3.3V、4.096V、5V 和 10V。另外,這樣的帶隙電壓還允許用僅比輸出電壓高幾毫伏的電源運行,如下圖所示

基于串聯電壓基準LT6656的低功率、低壓差電壓基準電路
就電壓基準而言,最大的誤差通常是由溫度系數 (TC) 引起的。對很多精確的系統而言,具 20ppm/oC 溫度系數的電壓基準就是合適的。然而,在工業溫度范圍內 (-40oC 至 85oC),這樣的溫度系數會導致 2500ppm 或 0.25% 的最大誤差。下圖示出了溫度特性,曲線圖示出了一個 1ppm/°C 的方框。在寬溫度范圍內,例如高精確度帶隙電壓基準LT6657 的輸出電壓完全處于該方框之內,這容許在自動化生產中測試 1.5ppm/°C 規格指標。LT6657 在 -40°C 至 125°C 的溫度范圍內規定了低漂移,在整個溫度范圍內提供了 《250ppm 的最大保證誤差。
高階溫度補償在整個溫度范圍內保持了低且可預知的輸出電壓誤差,而最先進的制造工藝則在器件之間和批次之間提供了一致的性能。為了確保裝運的每個 LT6657 都滿足這種高性能水平,LT6657 的溫度系數由 100% 的五溫度測試提供保證。

LT6657輸出電壓溫度曲線
可以做個比較,LTC6655 一直是市面上性能最高的帶隙電壓基準之一。其在 -40°C 至 125°C 的范圍內 2ppm/°C 的漂移指標優于幾乎任何其他電壓基準產品。和 LT6657 一樣,該性能指標難以在試驗臺上測試,而且要在制造過程中予以保證,是難以置信挑的戰性。
許多相似的產品可能通過特性分析或樣片測試來保證穩定性,而 LTC6655 則利用 100% 的三溫度測試提供保證。制造過程中的這種謹慎度顯示了生產真正的高穩定性產品所必須保持的質量水準。與 LTC6655 相比,LT6657 更加穩定,1.5ppm/°C 漂移,而且該性能是利用 100% 的五溫度測試給予保證的。

高性能應用的遠程檢測電路中LT6657的穩定性和低噪聲、低漂移受青睞
物理測量所用的電子設備常常遠離被測物理參數。例如,埋在卡車稱重站路面下方或橋梁結構內的應變計測量,不太可能位于讀取測量結果的電子設備旁邊,傳感器放在遠離檢測放大器的地方,要產生令人滿意的測量結果,對信號鏈設計提出了極大的挑戰,其中就包括對基準源性能的要求——穩定性和低噪聲、低漂移受青睞。如上圖,儀表放大器LT6370放大正輸入端上的非常小的傳感器電壓,而負輸入端上是固定的低噪聲基準電壓,自基準電壓源 LT6657 產生。LT6657產生穩定、低噪聲、低漂移的基準電壓,使整個電路不受電源電壓變化的影響。特別重要的是,LT6657的 1/f 噪聲很低,這點意義重大,因為電路的增益很大。

電壓基準源的基本特性:精度和穩定性
除了實驗室儀表之外,LT6657還為汽車和擴展溫度工業應用提供了新的精準水平。在整體穩定性上增加的是低的熱遲滯和卓越的長期穩定性,這些是衡量系統隨著時間推移和溫度循環將在規格限定的范圍內保持何等水平。測試驗證表明,隨著時間推移和溫度循環所產生的漂移是很低而且一致。當這些特性表現良好時,可比較容易地在產品使用期限內預測漂移。
相關推薦
“浣沙淘金,模擬論芯”,2021年9月28日,由全球知名電子科技媒體電子發燒友主辦的 2021第三屆....
發表于 2021-10-08 15:46?
20次閱讀

怎樣去設計一種基于FPGA的正弦信號發生器?
如何對基于FPGA的正弦信號發生器進行仿真?
...
發表于 2021-09-28 06:31?
0次閱讀

信號發生器是一種常見的信號源,廣泛應用于電子電路、自動控制系統和數字實驗等領域;能產生多種波形,如三....
發表于 2021-09-26 15:54?
68次閱讀

目前有多種參數用于描述整個RF系統及其分立式模塊的特性。根據應用或用例,其中一些特性可能極其重要,其....
發表于 2021-09-08 12:23?
865次閱讀

函數信號發生器是一種信號發生裝置,能產生某些特定的周期性時間函數波形 ( 正弦波、方波、三角波、鋸齒....
發表于 2021-09-08 11:35?
202次閱讀

信號源也被稱為信號發生器,那么信號源在日常使用中需要注意哪些問題呢?下面由安泰信號源維修工程師分享信....
發表于 2021-09-07 11:42?
151次閱讀

近期客戶向西安安泰信號發生器維修中心送來一臺E8251A信號發生器需要維修,故障表現為自檢報錯120....
發表于 2021-09-07 11:30?
93次閱讀

信號源也被稱為信號發生器,那么信號源在日常使用中需要注意哪些問題呢?下面由安泰信號源維修工程師分享信....
發表于 2021-09-02 14:31?
777次閱讀

臺式是許多信號發生器的傳統外形。它是我們通常在工作臺和機架上看到的典型框式儀 器。這種儀器配備前面板....
發表于 2021-09-02 14:25?
184次閱讀

據西安安泰信號發生器維修中心所知,安捷倫信號發生器主要由開關電源模塊、主板、YIG調諧振蕩器YTO、....
發表于 2021-09-02 14:05?
282次閱讀

原標題:信號與系統?控制理論及計算機控制技術實驗平臺一、產品概述信號與系統?控制理論及計算機控制技術實驗平臺(配...
發表于 2021-09-02 06:38?
0次閱讀

Digi-Key Electronics 日前宣布已與 Red Pitaya 公司建立全球分銷合作伙....
發表于 2021-08-31 17:24?
918次閱讀

在本文中,“傳感器”和“輸入信號”可以互換使用,代表ADC信號鏈的任何類型的電壓輸入。ADC信號鏈的....
發表于 2021-08-18 10:26?
2539次閱讀

ICL8038是什么?
ICL8038低頻信號發生器是如何工作的?
...
發表于 2021-08-18 06:40?
0次閱讀

基于DSP的正弦波信號發生器源程序(匯編語言)正弦波信號發生器源程序D.1用泰勒級數開展開法計算一個角度的余弦值**...
發表于 2021-08-17 07:15?
0次閱讀

HONGKE 信號發生器是能夠提供不同波形、頻率和輸出信號的設備,可以為測量系統和設備的各項參數時提....
發表于 2021-08-13 14:22?
315次閱讀

跟蹤信號發生器 跟蹤信號發生器是一種與頻譜分析儀的接收頻率同步的信號發生器,通常與頻譜分析儀搭配使用....
發表于 2021-08-13 11:23?
347次閱讀

CTSD ADC的一個關鍵優勢是它提供一個易于驅動的連續電阻輸入,而非傳統的前置開關電容采樣器。反相....
發表于 2021-08-13 10:35?
871次閱讀

STM32F103學習筆記四 時鐘系統本文簡述了自己學習時鐘系統的一些框架,參照風水月1. 單片機中時鐘系統...
發表于 2021-08-12 08:06?
0次閱讀

寫在最前面 本文是一篇并不枯燥的介紹ADC的文章??紤]到現在有些讀者刷文章的翻臺率比HR篩簡歷的速度....
發表于 2021-08-10 15:34?
2897次閱讀

硬件平臺:STM32F4庫類型:標準庫。參考:【二代示波器教程】第12章 示波器設計—DAC信號發生器的實現DAC輸...
發表于 2021-08-09 09:20?
0次閱讀

一、我所知道的信號發生器 信號發生器,通俗也稱為信號源。顧名思義,信號發生器是用于產生特定參數電信號...
發表于 2021-08-09 09:18?
0次閱讀

(本文針對電子設計大賽的訓練題目進行總結歸納,以記錄STM32的學習)基本要求 使用STM...
發表于 2021-07-30 08:00?
0次閱讀

信號硬件入門--振幅調制信號發生器(正弦波發生器方案、AM調制案)聲明:以下文本編排內容即實際設計制作順序,希望...
發表于 2021-07-29 09:41?
0次閱讀

一 前 言本文引用地址: 在簡易制導武器中,角位移傳感器是姿態修正系統的敏感元件,用來測量彈體的角運動參數并以電信...
發表于 2021-07-21 06:13?
0次閱讀

無線接入網絡(RAN)環境需要部署各種基礎設施,范圍遍及宏基站到小蜂窩基站。
發表于 2021-07-03 17:43?
3250次閱讀

在2021年6月舉辦的世界移動通信大會(MWC21)上,深圳捷揚微電子宣布已采用羅德與施瓦茨(以下簡....
發表于 2021-07-02 17:15?
721次閱讀

近期,有客戶咨詢安泰測試,說他們有一臺SMU200A信號發生器,想要利用該儀器產生雙音信號,改如何設....
發表于 2021-06-21 16:39?
388次閱讀

TFN FB18高壓信號單元T56 T56 帶電池一體化高壓信號發生器采用了世界上先進的工藝 和技術....
發表于 2021-06-01 15:04?
58次閱讀

除了人工測量,學生還會學習自動測量技術,以應對工業 4.0 和物聯網應用的需求。學生使用 MATLA....
發表于 2021-05-18 14:32?
382次閱讀

通過上述的介紹中,便可以讓我們在仰觀模擬芯片市場之大的同時,俯察到信號鏈芯片品類之盛。面對這樣一個“....
發表于 2021-05-17 10:08?
712次閱讀

傳感器作為物聯網不可或缺的一部分,被廣泛應用于物聯網終端中。在基于通用MCU的傳統方案中,不同傳感器....
發表于 2021-05-10 10:37?
1831次閱讀

隨著現代電子技術和大規模集成電路的發展,DDS技術是一種新穎的頻率合成技術,并得到了飛速的發展,已成....
發表于 2021-05-02 14:58?
659次閱讀

為了像使用“ neopixel”一樣使用INS-1霓虹燈,我開始了此次項目。
發表于 2021-04-27 11:38?
614次閱讀

典型的信號發生器可提供25mV至5V輸出電壓。為了驅動50Ω或更大的負載,一般會在輸出端使用大功率分....
發表于 2021-04-14 15:38?
1082次閱讀

本文設計了一款應用于高精度ADC片上測試的高精度高線性度模擬三角波信號發生器,可為高達14 b的AD....
發表于 2021-04-05 08:21?
634次閱讀

今天隨機分享4篇基于第一個平臺的項目: “寒假在家一起練”(1) - 兩個月嵌入式編程DIY示波器和....
發表于 2021-04-01 10:24?
883次閱讀

隨著全球連接需求的增長,許多衛星通信(satcom)系統日益采用Ka頻段,對數據速率的要求也水漲船高....
發表于 2021-03-23 15:57?
746次閱讀

在大多數實驗室環境中,信號發生器、頻譜分析儀等設備是單端儀器,用于測量高速差分放大器驅動器和轉換器的....
發表于 2021-03-17 16:46?
788次閱讀

搞DIY,有一臺信號源是很有必要的。奈何買商品化的儀器,價格不菲,所以很有必要自己做一個性價比很高的....
發表于 2021-03-11 13:53?
898次閱讀

SFC緊湊型調制器是一款經濟型多標準信號源,可為所有的數字和模擬電視及音頻廣播標準提供實時編碼。SF....
發表于 2021-02-01 09:25?
214次閱讀

質量出眾和創新不一定意味著高價位。FPC 頻譜分析儀以實惠的價格提供優異性能。本產品于德國進行工程設....
發表于 2021-01-29 09:49?
390次閱讀

搞DIY,有一臺信號源是很有必要的。奈何買商品化的儀器,價格不菲,所以很有必要自己做一個性價比很高的....
發表于 2021-01-26 10:09?
843次閱讀

日前,芯??萍迹?88595)在官方微博透露公司首個汽車電子項目CSA37F62-LQFP48成功通....
發表于 2021-01-21 16:21?
1650次閱讀

在電子測試與測量領域中,精確測量射頻功率是最有挑戰性的任務之一。無論是在測量移動通信中的某個射頻模塊....
發表于 2021-01-17 10:41?
1160次閱讀

MDO-2000A系列是一款多功能混合域數字示波器。全機種帶寬范圍包括300MHz、200MHz和1....
發表于 2021-01-15 09:56?
246次閱讀

Pico Technology 今天宣布推出基于 PC 的新型 PicoScope 4000A 系列....
發表于 2021-01-13 10:08?
502次閱讀

隨著UWB(ultra wide band)信號產生與接收技術的發展,對UWB信號傳播特性的認識逐漸....
發表于 2021-01-11 12:51?
482次閱讀

TSG4100A系列儀器采用恒溫箱式SC切割振蕩器(TSG410xA-M00或E1型號)時基,與采用....
發表于 2021-01-11 09:29?
283次閱讀

OI1842函數信號發生器具有連續信號、掃頻信號、函數信號、脈沖信號以及點頻信號、TTL/CMOS等....
發表于 2021-01-11 09:19?
271次閱讀

使用一臺信號發生器是幾乎所有 EE 專業的工程師和大學生都要掌握的一項基本技能。泰克推出專為中國市場....
發表于 2021-01-07 09:25?
272次閱讀

SMBV100B矢量信號發生器兼具卓越的性能特性,包括高輸出功率,寬調制帶寬以及出色的信號質量。此儀....
發表于 2021-01-06 16:52?
1188次閱讀

AFG-2100/2000系列任意波形信號發生器是一臺以DDS技術為基礎,涵蓋正弦波、方波、三角波、....
發表于 2021-01-06 09:36?
271次閱讀

? 最多可達5個通道同時輸出,包括兩個等性能可同步雙通道,全功能脈沖信號發生器,全功能射頻信號發生器....
發表于 2021-01-06 09:27?
241次閱讀

固緯電子推出的一款輕巧緊湊的兼具直流電源的任意波信號源模塊AFG-100/200 series.其與....
發表于 2021-01-04 09:36?
260次閱讀

DDS結構圖如圖1所示。一組離散正玄波的數據存放在存儲器中。數據讀取后發送至ADC中,形成階梯狀正弦....
發表于 2021-01-04 09:21?
330次閱讀

波形產生和變換的方案很多,這里采用圖1所示正弦波→方波→三角波方案。其中正弦波采用RC橋氏振蕩電路產....
發表于 2021-01-04 07:24?
1537次閱讀

GFG-3015是一款多功能、高精確度的函數信號產生器,可提供穩定睛卻高達15MHz的信號。
發表于 2020-12-31 17:11?
937次閱讀

MFG-2220HM雙通道任意波形信號發生器,包括了CH1與CH2為兩個最高頻率為200MHz的等性....
發表于 2020-12-31 16:47?
1141次閱讀

評論