如何選擇基準電壓源？

　　雖然每種模擬IC類(lèi)型都有必須優(yōu)化的特定參數，但這里將探討基準電壓源——可產(chǎn)生穩定、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，因此輸出電壓的數值和精度顯然很重要。 此外，應考慮特定器件的參數，比如溫度漂移、長(cháng)期穩定性、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。就我所知，目前市場(chǎng)上沒(méi)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(guò)一個(gè)或兩個(gè)外部電阻對輸出編程。 當然，這些基準電壓源的精度和穩定性受電阻的精度和穩定性以及基準電壓源自身的內部精度影響。

　　那么，我們希望有怎樣的精度和穩定性呢? AD588最大初始誤差額定值為0.01%(1/10,000，或約為13位)，最大溫度系數為1.5 ppm/°C。 在–40°C至+100°C工業(yè)溫度范圍內，這會(huì )導致210 ppm的變化量，或者說(shuō)12位時(shí)的1 LSB。 因此，如果不采用溫度補償，那么在溫度范圍內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(jìn)行校準(機架式設備，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變動(dòng)，熱機械遲滯會(huì )將基準電壓源的可重復性限制在14位左右，而無(wú)論它們是否校準得很好，也無(wú)論是否進(jìn)行了溫度補償。

　　很多基準電壓源數據手冊會(huì )給出長(cháng)期漂移——通常約為25 ppm/1000小時(shí)。 這一誤差與時(shí)間的平方根成比例關(guān)系，即25 ppm/1000小時(shí) ≈ 75 ppm/年。 實(shí)際比例似乎(不一定)比這更好一點(diǎn)，因為老化速率通常在經(jīng)過(guò)前幾千小時(shí)之后會(huì )有所降低。 因此，得到一個(gè)約14位的圖。

　　基準電壓源輸出架構的兩種基本類(lèi)型是串聯(lián)和分流。 分流基準電壓源類(lèi)似于齊納二極管，它具有兩個(gè)引腳，以固定電壓吸取可變電流。 串聯(lián)穩壓器有三個(gè)引腳——輸入、輸出和接地。 在輸入端施加一個(gè)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(jiǎn)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用要求基準電壓源同時(shí)也能吸取電流。 當應用要求電流雙向流動(dòng)時(shí)，必須檢查這一點(diǎn)。

　　用來(lái)生成精密基準電壓的機制有時(shí)候可能充滿(mǎn)噪聲，因此檢驗基準電壓源噪聲對于應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(shí)能夠穩定工作。 注意，就算基準電壓源工作穩定，容性負載也有可能會(huì )增加開(kāi)啟時(shí)間。 低頻噪聲比較麻煩，通常位于低頻段內，即0.1 Hz至10 Hz。 低頻噪聲只要不超過(guò)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。