处理中...

首页 > 资料大全 > 技术资料 >

为什么参数差的基准反而可能更好?

为什么参数差的基准反而可能更好?
来源:与非网 时间:2016-08-17

几乎所有的电子测量仪器都有一颗“心脏”——基准电压源。它对整个仪器的模拟系统性能和精度有着重大影响,在对它选型时我们是既兴奋又焦虑,我们可不能一味的根据厂商提供的器件参数文件进行选型,这往往有些“坑”……

在选取基准电压源时,我们是要参考厂商提供的器件参数文件的,里面通常包括器件的各项指标,电性参数,物理参数,材料说明,工作环境和使用建议等,一般以说明文字,特性曲线,图表以及数据表等形式体现,而所谓的“坑”,多存在于特性曲线,工作环境和特别注释中。

这里就拿基准电压芯片进行说明,基准电压选型无外乎在于“准、稳”两个字,“准”可以粗略理解为初始绝对误差,但由于现代仪器通常都配有完善的校准体系,所以绝对精度的要求可以相对放宽,那基本影响到“准”的多半是噪声,噪声挖的坑往往比较少,只要多加注意1/f噪声和宽带噪声水平再结合对应的应用带宽,符合系统要求基本就没有太大问题。

善于挖坑的往往是“稳”,稳顾名思义就是稳定,随供电稳定,随负载稳定,随时间稳定,随温度稳定,任何一个稍有疏忽,则前功尽弃。

随温度稳定,即温漂性能,这往往是优秀基准首先强调的参数,但强调归强调,他们说的,往往是典型值,什么是典型值?俗话说就是,“一般情况下是这样的”,其实典型值并不来源于直接测量,而是基于大量测量的具有代表性的统计值,但不管怎么说,终究会有“二般”的。不地道的厂商往往只给出典型值,那值是多少呢?一般情况下,芯片厂商往往会同时提供典型值、值和小值,这样权衡之后基本就可以确定,芯片是否可用。还有一种“特别地道”的厂商,只提供值,说特别地道是开玩笑,因为这种芯片可能存在参数分部分散的问题,有时也是隐患。其中重要的并不完全是典型值和值这两个数值,而是,而是,而是……关系曲线。下面是三种基准芯片的输出与温度曲线,发现吗?形态各异。那哪种才是好的?不一定,不同的应用可能对应不同的温度范围,在对应温度范围内稳定的就是好的,但这个稳定也只是参考意义上的稳定,毕竟厂商提供的曲线也是“典型曲线”。

其中A器件是某厂商2.5V基准的曲线,其保证的温漂为3ppm/℃, B为另一厂商2.048V基准的曲线,保证的温漂为2ppm/℃,而C则是业内顶尖的基准之一,典型温漂为0.5ppm/℃,也才到1ppm/℃。但需要特别注意的是各个厂商使用的温漂计算一般都是方框法(box method),即对应温度范围内输出差比上该温度差再除以基准点(一般为25℃)的输出,即按照如下公式进行计算,

其中T1为低温度,T2为参考点温度,T3为温度。于是会出现什么情况?由于温漂曲线一般是非线性的,而且可能“极其非线性”,于是当把范围缩小到某一温度子区间评估时,温漂可能远大于或远小于数值标注的值,那请把把目光聚集在20-50℃区间,发现数值指标差的A反而在20-50℃区间内有更平滑的表现,相对较好的B器件却在对应区间一路往下飙,C器件则表现更为优秀(毕竟是业内顶尖),所以终选择哪款器件可能是多方面因素综合考虑的结果,数值指标只能作为一个参考,要看曲线,而且是要看对应区间的曲线,其实光看还是不够的,因为数据手册所给出的曲线通常也是“典型”曲线,那还要干什么?……实测,在有条件的基础上尽量评估尽可能多的器件。

以上仅是以温漂为例说明器件某一参数的选择评估思路,一颗芯片不可能仅因一项指标而被选中,要评估各个参数才能做出决定,而评估之后可能发现,“参数差的芯片反而更好”,其实也应了那句话,“没有好的芯片,只有合适的”。

PA8000系列功率分析仪由于需要在较高的带宽下达到极高的精度和稳定性,对基准的选择当然是即严格又慎重,我们评估每一种待选型号的芯片在接近真实应用环境下的实际表现,综合考虑选择适合的一款,而不是但看指标决定。