為應用尋找一個合適的“Goldilocks”電壓基準

首先，考慮您的應用是否需要一個并聯(lián)電壓基準或一個串聯(lián)電壓基準。您不必立即選定一個拓撲結構，但它有助于了解每一應用的最佳用例。若您不熟悉并聯(lián)電壓基準和串聯(lián)電壓基準之間的差異，就此話題我寫了一篇博文“了解參考電壓：并聯(lián)VS串聯(lián)。哪種拓撲結構更適合您？”及白皮書“并聯(lián)與串聯(lián)：如何選擇一個電壓基準拓撲結構”，因此您可查閱了解。

第二，定義應用程序的系統(tǒng)邊界。尋找一個電壓基準時，了解物理環(huán)境、環(huán)境溫度的變化及任何系統(tǒng)校準是否會發(fā)生都是重要的考慮因素。我已在下方列出幾個關鍵參數，附帶一些相應計算公式和問題。在每一部分末尾，我列出了典型設備及常用設備的應用。

初始精度

• 相關問題：

“我所需的電壓基準到底多精確？”

“我需要進行系統(tǒng)校準嗎？”

• 描述：“初始精度”是實際的參考電壓將如何接近室溫下所列電壓的規(guī)范。初始精度典型被定義為目標電壓的百分比。例如，使用+/- 1％初始精度的2.5V基準將會具有2.475V和2.525V（+/-2.5mV）之間的初始室溫電壓。請記住，若您正執(zhí)行系統(tǒng)校準，則此初始精度規(guī)范可能并非一個高優(yōu)先級。
• 示例：

LM4132串聯(lián)電壓基準：0.05％的精度。

LM4030并聯(lián)電壓基準：0.05％的精度。

• 應用：

LM4030由于其高初始精度廣泛應用于工廠自動化和測試/測量應用。

溫度系數

• 相關問題：

“系統(tǒng)將經歷高/低溫嗎？”

• 描述：

“溫度系數”也稱為TempCo或溫度漂移。由于環(huán)境溫度變化，其為基準電壓變化的量度。此delta通常以百萬分率/攝氏度表示。剛開始您可能會對此感到困惑。為了計算參考電壓中的變化，將測試的溫度范圍與溫度系數相乘。例如，LM4132在-40℃至125℃的溫度范圍內，具有20ppm/℃的溫度系數，因此由于溫度變化，對于2.5V基準來講，最大偏差是3,300ppm或8.25mV。即使應用溫度范圍小于所述測試溫度范圍，您在計算時也必須使用完整測試溫度范圍，因為該偏差不一定與溫度成線性關系。

• 示例：

LM4132串聯(lián)電壓基準：20ppm /℃。

REF50xx串聯(lián)電壓基準：3ppm /℃。

LM4050并聯(lián)電壓基準：50PPM /℃。

• 應用：

LM4132的低溫度系數使得它廣泛用于工廠自動化和控制應用，其中環(huán)境可偏離舒適的房間溫度設定。

熱滯

• 相關問題：

“系統(tǒng)會循環(huán)高溫和低溫嗎？”

• 描述：

“熱滯”是環(huán)境溫度完整周期后的室溫條件下基準電壓中的差異。一個完整的環(huán)境溫度循環(huán)始于室溫條件。在返至室溫前，環(huán)境溫度會斜降/斜升到設備的最小值和最大值。溫度循環(huán)前后，在25℃條件下測量基準電壓，并將差值記錄為熱滯后。熱滯后是由施加于封裝的應力和由于熱膨脹等熱效應應力消失所引起的。若您的應用將處在一個固定的溫度環(huán)境下，那么并不用太擔心熱滯現象。

• 示例：

LM4140串聯(lián)電壓基準：20ppm。

• 應用：

LM4140因其極低的熱滯后非常適合諸如傳感器和變送器的工廠自動化應用。

長期穩(wěn)定性

• 相關問題：

“如何長期穩(wěn)定基準電壓？”

• 描述

“長期穩(wěn)定性”是隨時間變化的基準電壓偏差預估。此參數在產品開發(fā)期間很典型，其中，多個部件在正常操作條件下試驗1000小時。1000小時試驗前后測定基準電壓，并將該差值以百萬分率記錄作為長期穩(wěn)定性。將部件置于具有最小機械應力的電路板上可減少影響長期穩(wěn)定性的因素。在給定應力條件下，一個典型印刷電路板的邊緣的變形面積最小，而電路板中心變形面積最大。

• 示例

LM4030并聯(lián)電壓基準：40ppm。

REF50xx串聯(lián)電壓基準：45ppm。

• 應用：

LM4030因其低長期漂移而廣泛應用于工廠自動化和測試/測量應用中，其中，電壓基準需要持續(xù)很長一段時間。

低頻噪聲

• 相關問題：

“在基準電壓，我期望經受多大噪音？”

• 描述

“低頻噪聲”的特征為0.1Hz和10Hz的之間的峰-峰值。由于其低頻率性質，通常不會被濾掉。另一方面，寬帶噪聲的特征為10Hz至10kHz之間的峰-峰值，并且通過大小合適的輸出電容器可輕松被濾除。低頻噪聲因此通常為基準電壓噪聲的主要來源。

• 示例：

LM4140串聯(lián)基準電壓：2.2μVpp。

REF50xx串聯(lián)基準電壓：3μVpp/ V（輸出電壓上，每伏為3μVpp；對于REF5025，V_OUT= 7.5μVpp時，每伏為3μVpp）。

• 應用：

LM4140串聯(lián)基準電壓的低噪音使得其廣泛應用于醫(yī)療、服務器和工廠自動化應用。

現在，您應該對一些最重要的電壓基準參數有了一個基本了解。您可更自信地瀏覽德州儀器可用的電壓基準庫。若您有興趣了解此博客中針對此話題討論的更多詳情，請閱讀白皮書“參考電壓選擇基礎。”

審核編輯：符乾江