怎样判定4-20mA电流源的电流范围?
"为什么你们没有关于这方面的完整信息呢?"我试着解释道,我们没有余力收集每种小产品的这类数据,没有余力收集和分析数据,也承受不起为此而延误产品上市的责任。即使我们马上发布这些数据,然后再更新数据手册,用户如果看了最初的数据手册还是会问这个同样的问题。
进行正确的研究所需要的人力、工程量和技术人员工作量将非常大。很少有客户有如此迫切的要求,值得我们去收集这样的数据。一般情况下,如果我们采用这种工艺在以前的电路上获得了比较好的数据,那么变化就相当小,例如布线或电流大小的微小变化,或者输出级的变化,这里,我们假设新器件将与旧器件非常相似。
现在,我们进行一项小的漂移测试,目的只是为了确保不会出什么问题。例如,我们将加载三块电路板,每块板有30个器件,目的是看看电路板是否达到预期的性能。我们将比较高温工作前后1000小时的数据。我们可以将其中一块电路板放到烤箱中,然后收集2000小时的数据。但是这种测试一般都是一个无聊的过场。当我们做完所有的操作后,也没有什么值得夸耀的。除了"合格"之外,没有什么可以写到报告中的。
打电话询问的客人仍然不满意。"好的,那么我会仔细查一下,问问你们的竞争对手他们的长期漂移是多少,"他说道。这样我就回复,"请便",然后开始告诉他我们的一些竞争对手的电话号码。不过我后来停顿了一下,告诉他:"但他们将会告诉你同样的故事。他们也没有余力对推出的每一个良好的电路进行精确的寿命测试。"
我们在什么情况下需要进行大量的测试和数据记录呢?当我们采用一种新工艺或者新电路,并且这种工艺或电路有望提供优越的性能时。新型低漂移运算放大器?当然。当几年前国家半导体推出新型斩波稳定放大器时,我们进行了所有类型的寿命测试,以确保不会出现任何不稳定的产品。在不存在任何不稳定的放大器的情况下,一个好放大器的标准又是怎样的呢?我们进行了大量挑剔的测试来分析足够多的数据,从而确定了"0.006μV/月"的典型漂移率(例如LMP2012)。
一年或者两年内你期望看到的漂移是多少?根据我们的标准规则是"如果时间为N ×1000小时,我们预期的漂移为n = √N。"这往往会让客户高兴,也会让他们没什么可说的了。因为:1、这个规则往往是事实,或者接近事实;2、如果客户想获得数据,这对于他来说工作量将相当大!这样,他往往不会很快就再提出问题。例如,如果时间为两年(即16,000小时)的话,漂移可以用√16 = 4来估计。
LM199AH电压参考
当38年前发布新型LM199AH时,该器件是采用新工艺设计的一个新电路,旨在消除引起长期漂移的所有可能的原因。其输出容差为±3%,但每1000小时的长期稳定性典型值为0.0020%,即20ppm。
我们进行了大量的初步测试,以筛选出不稳定的器件,然后放进比较电路中,这样我们就可以使用一个出色的六位数字电压表(DVM)来比较多个电压参考源(比如温控标准电池、温控带隙电压参考和其它多个相当不错的齐纳二极管)。
通过采用多个电压参考,我们可以避免所有被测器件(DUT)看起来像在相同的时间产生漂移的情况。这种问题是由于所有待测器件发生漂移引起的吗?不,因为其它电压参考在相同的时间表现出了同样的衰退,这意味着问题在于数字电压表的电压参考。这种影响可以"去掉",至少可以忽略不计。
有一天我心血来潮,拿出一堆LM199AH,并将它们以四个为一组焊接在一起,用小电阻(499Ω)取其输出的平均值。该输出好像噪声更小,漂移更低。于是我们再做一次测试。很快我找到了四组四个为一组的LM199AH。
我把八个LM199的平均输出与另外八个LM199的平均输出进行了比较,结果确实很好!有些测试显示有限带宽(4Hz)下的噪声不到2μVpp。如果我取16个LM199的平均输出,输出噪声可能会更小!大多数用户都不需要这么低的噪声,但是通过对几个电路进行平均,就可以使噪声成平方根下降,直到你用完力气、空间和电源为止。
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