將混合信號電壓基準提升至更高的電平

　　從我的前一篇文章，我們了解到混合信號應用的電壓基準可以成就一個(gè)系統，也可以毀掉一個(gè)系統。嘈雜或者極不穩定基準的最大影響位于或者靠近轉換器的滿(mǎn)量程輸出。通過(guò)在市場(chǎng)上尋找最低噪聲、最高精確度的穩定基準源可以改善這一情況——但還是讓我們來(lái)努力尋求另一款解決方案吧。目前，現金流有點(diǎn)緊張，而一個(gè)小的設計技巧可以讓我們轉危為安。

　　首先，請想象一下轉換器基準引腳輸入的輸入與輸出。圖 1 顯示了電荷峰值的一個(gè)例子，其可出現在轉換期間現代 ADC 的電壓基準引腳上。上方曲線(xiàn)（軌跡 4）為轉換器的開(kāi)始轉換信號。如圖 1 所示，轉換過(guò)程期間，ADC 的電壓基準引腳（軌跡 1）要求不同數量的電荷。在該圖中，示波器的低電容探針捕獲到一個(gè) 10 kOhm 電阻器中出現的壓降，該電阻器位于 ADC 電壓基準引腳輸入和電壓基準輸出之間。ADC 的電壓基準必須能夠適應這些高頻電荷峰值。

　　圖 1 現代 ADC 基準輸入引腳的進(jìn)出電流

　　電壓基準在二端分流器或三端串聯(lián)配置中有效。圖 2 顯示了這兩個(gè)電壓基準選項之間的差異。圖 2 (a)（二端分流器電壓基準）所示基準名稱(chēng)意味著(zhù)整個(gè)分流器基準 IC 芯片與其負載并聯(lián)工作。利用一個(gè)分流器電壓基準，您可以將一個(gè)輸入電壓施加于連接陰極的電阻器。該器件的典型初始電壓精確度可以低至 0.5% 到 5%，且溫度系數約為 50 到 100 ?V/?C。分流器電壓基準可能適合于 8 位以下的轉換器。

　　圖 2 二端分流器（a）和三端串聯(lián)（b）電壓基準結構圖

　　圖 2 (b) 所示串聯(lián)電壓基準與其負載串聯(lián)工作。一個(gè)內部帶隙電壓與一個(gè)內部放大器一起創(chuàng )建了這種基準的輸出電壓。串聯(lián)電壓基準產(chǎn)生一個(gè)位于輸出和接地之間的輸出電壓，同時(shí)向外部負載提供適當的輸出電流。隨著(zhù)負載電流的增加或減少，串聯(lián)基準維持 VOUT 的電壓。

　　串聯(lián)基準的典型初始電壓精確度可低至 0.05% 至 0.5%，并具有高達 2.5 ppm/?C 的溫度系數。由于串聯(lián)基準的優(yōu)異初始電壓和過(guò)溫性能，我們可在驅動(dòng)精確 ADC 和 DAC 的基準引腳時(shí)使用這種器件。超過(guò) 8（LSB 尺寸 = 0.39%）或 14（LSB 尺寸 = 0.006%）分辨率位后，外部串聯(lián)電壓基準可保證您使用轉換器能夠達到想要的精確度。