幾乎所有的電子測(cè)量儀器都有一顆“心臟”——基準(zhǔn)電壓源。它對(duì)整個(gè)儀器的模擬系統(tǒng)性能和精度有著重大影響,,在對(duì)它選型時(shí)我們是既興奮又焦慮,,我們可不能一味的根據(jù)廠商提供的器件參數(shù)文件進(jìn)行選型,,這往往有些“坑”……
在選取基準(zhǔn)電壓源時(shí),我們是要參考廠商提供的器件參數(shù)文件的,,里面通常包括器件的各項(xiàng)指標(biāo),,電性參數(shù),物理參數(shù),,材料說(shuō)明,,工作環(huán)境和使用建議等,一般以說(shuō)明文字,,特性曲線,,圖表以及數(shù)據(jù)表等形式體現(xiàn),而所謂的“坑”,,多存在于特性曲線,,工作環(huán)境和特別注釋中。
這里就拿基準(zhǔn)芯片" title="電壓芯片" target="_blank">電壓芯片進(jìn)行說(shuō)明,,基準(zhǔn)電壓選型無(wú)外乎在于“準(zhǔn),、穩(wěn)”兩個(gè)字,“準(zhǔn)”可以粗略理解為初始絕對(duì)誤差,,但由于現(xiàn)代儀器通常都配有完善的校準(zhǔn)體系,,所以絕對(duì)精度的要求可以相對(duì)放寬,那基本影響到“準(zhǔn)”的多半是噪聲,,噪聲挖的坑往往比較少,,只要多加注意1/f噪聲和寬帶噪聲水平再結(jié)合對(duì)應(yīng)的應(yīng)用帶寬,符合系統(tǒng)要求基本就沒(méi)有太大問(wèn)題,。
善于挖坑的往往是“穩(wěn)”,,穩(wěn)顧名思義就是穩(wěn)定,隨供電穩(wěn)定,,隨負(fù)載穩(wěn)定,,隨時(shí)間穩(wěn)定,隨溫度穩(wěn)定,,任何一個(gè)稍有疏忽,,則前功盡棄。
隨溫度穩(wěn)定,,即溫漂性能,,這往往是優(yōu)秀基準(zhǔn)首先強(qiáng)調(diào)的參數(shù),但強(qiáng)調(diào)歸強(qiáng)調(diào),,他們說(shuō)的,,往往是典型值,什么是典型值,?俗話(huà)說(shuō)就是,,“一般情況下是這樣的”,,其實(shí)典型值并不來(lái)源于直接測(cè)量,而是基于大量測(cè)量的具有代表性的統(tǒng)計(jì)值,,但不管怎么說(shuō),終究會(huì)有“二般”的,。不地道的廠商往往只給出典型值,,那最大值是多少呢?一般情況下,,芯片廠商往往會(huì)同時(shí)提供典型值,、最大值和最小值,這樣權(quán)衡之后基本就可以確定,,芯片是否可用,。還有一種“特別地道”的廠商,只提供最大值,,說(shuō)特別地道是開(kāi)玩笑,,因?yàn)檫@種芯片可能存在參數(shù)分部分散的問(wèn)題,有時(shí)也是隱患,。其中重要的并不完全是典型值和最大值這兩個(gè)數(shù)值,,而是,而是,,而是……關(guān)系曲線,。下面是三種基準(zhǔn)芯片的輸出與溫度曲線,發(fā)現(xiàn)嗎,?形態(tài)各異,。那哪種才是好的?不一定,,不同的應(yīng)用可能對(duì)應(yīng)不同的溫度范圍,,在對(duì)應(yīng)溫度范圍內(nèi)最穩(wěn)定的就是最好的,但這個(gè)最穩(wěn)定也只是參考意義上的最穩(wěn)定,,畢竟廠商提供的曲線也是“典型曲線”,。
其中A器件是某廠商2.5V基準(zhǔn)的曲線,其保證的最大溫漂為3ppm/℃,, B為另一廠商2.048V基準(zhǔn)的曲線,,保證的最大溫漂為2ppm/℃,而C則是業(yè)內(nèi)頂尖的基準(zhǔn)之一,,典型溫漂為0.5ppm/℃,,最大也才到1ppm/℃。但需要特別注意的是各個(gè)廠商使用的溫漂計(jì)算一般都是方框法(box method),,即對(duì)應(yīng)溫度范圍內(nèi)最大輸出差比上該溫度差再除以基準(zhǔn)點(diǎn)(一般為25℃)的輸出,,即按照如下公式進(jìn)行計(jì)算,,
其中T1為最低溫度,T2為參考點(diǎn)溫度,,T3為最高溫度,。于是會(huì)出現(xiàn)什么情況?由于溫漂曲線一般是非線性的,,而且可能“極其非線性”,,于是當(dāng)把范圍縮小到某一溫度子區(qū)間評(píng)估時(shí),溫漂可能遠(yuǎn)大于或遠(yuǎn)小于數(shù)值標(biāo)注的最大值,,那請(qǐng)把把目光聚集在20-50℃區(qū)間,,發(fā)現(xiàn)數(shù)值指標(biāo)差的A反而在20-50℃區(qū)間內(nèi)有更平滑的表現(xiàn),相對(duì)較好的B器件卻在對(duì)應(yīng)區(qū)間一路往下飆,,C器件則表現(xiàn)更為優(yōu)秀(畢竟是業(yè)內(nèi)頂尖),,所以最終選擇哪款器件可能是多方面因素綜合考慮的結(jié)果,數(shù)值指標(biāo)只能作為一個(gè)參考,,要看曲線,,而且是要看對(duì)應(yīng)區(qū)間的曲線,其實(shí)光看還是不夠的,,因?yàn)閿?shù)據(jù)手冊(cè)所給出的曲線通常也是“典型”曲線,,那還要干什么?……實(shí)測(cè),,在有條件的基礎(chǔ)上盡量評(píng)估盡可能多的器件,。
以上僅是以溫漂為例說(shuō)明器件某一參數(shù)的選擇評(píng)估思路,一顆芯片不可能僅因一項(xiàng)指標(biāo)而被選中,,要評(píng)估各個(gè)參數(shù)才能做出決定,,而評(píng)估之后可能發(fā)現(xiàn),,“參數(shù)差的芯片反而更好”,,其實(shí)也應(yīng)了那句話(huà),,“沒(méi)有最好的芯片,,只有最合適的”。
PA8000系列功率分析儀由于需要在較高的帶寬下達(dá)到極高的精度和穩(wěn)定性,,對(duì)基準(zhǔn)的選擇當(dāng)然是即嚴(yán)格又慎重,,我們?cè)u(píng)估每一種待選型號(hào)的芯片在最接近真實(shí)應(yīng)用環(huán)境下的實(shí)際表現(xiàn),,綜合考慮選擇最適合的一款,,而不是但看指標(biāo)決定,。