精密电压基准

注：表中VRE3050，MAX6205和ADR293分别为Thaler Corg，Maxim和Analog Devices公司的产品。

参量说明

　　初始误差--在器件加电和升温之后基准的输出电压容限。它通常不加负载测量。在很多应用中，初始误差是最重要的指标。仪器制造商往往规定严格的初始误差，所以在组装之后不必进行室温系统校正。

　　温度系数（TC）--温度变化所引起的输出电压变化，通常用ppm/℃表示。它是仅次于初始精度的第二个最重要性能指标。对于很多仪器制造商，当电压基准的温度系数小于2ppm/℃时不必进行系统温度校正（一种耗时又费钱的过程）。在三种关于TC规范的方法（斜率、蝶形和盒式）中，盒式方法是最通用的。盒式方法由工作温度范围内额定输出电压的最小/最大值构成。其方程式为：



　　此方法更精确地保持与测试方法的一致性，并提供比其他方法更接近于实际误差的估算。盒式方法保证了温度误差的范围但没有规定被测器件的形状和斜率。假定在工业温度范围内TC为0.6ppm/℃的一个5V基准，则由盒式计算方法得出的曲线示于图4。

　　在工业温度范围（-40℃～+85℃）内设计一个14位精度数据采集系统将需要TC为1.0ppm/℃的电压基准（假若允许基准引起的误差相当于1LSB）。如果基准引起1/2 LSB等效误差，将需要电压基准的温度系数为0.5ppm/℃。图5示出所需基准的TC与ΔT变化的关系曲线（在25℃处，分辨率范围8位～20位）。

　　热迟滞--由温度变化而引起的输出电压变化。当基准经受温度变化并返回到初始温度时，基准不总是具有相同的初始输出电压。热迟滞难以校正，它是经受温度变化在25℃及以上的系统中的一个重要误差源。电压基准制造商正开始把此重要指标包含在数据表中。

　　噪声（I/f和宽带）--在电压基准输出端的电噪声。它可包括宽带热噪声和窄带I/f噪声。宽带噪声可有效地用简单的RC网络滤除。I/f噪声是基准中固有的而不可能滤掉。此噪声规定在0.1～10Hz范围内。低I/f噪声的基准在精密设计中是重要的。

　　长期漂移--数日工作期间所发生的输出电压的慢变化。长期漂移通常用ppm/1000小时表示。在齐纳基准中，长期漂移典型值为6ppm/1000小时，并随时间呈指数减小。额外的基准温度老化可加速齐纳基准的稳定性。XFET基准具有极好的长期稳定性-0.2ppm/1000小时。

　　导通建立时间--在加电之后规定的一段时间间隔内的电压变化。大多数基准在10μs之内稳定到0.1%。导通建立时间对于便携电池式系统是重要的，便携电流式系统通过短时对电路供电以节省能源。

　　输入电压调整率--输入电压变化所产生的误差。此dC指标不包括纹波电压或输入电压瞬态的影响。

　　负载调整率--由负载电流变化所产生的误差。像输入电压调整一样，此dC指标不包括负载瞬态的影响。

　　PCB布局--不好的印刷电路板布局可严重的影响基准的性能。不好的布局可影响器件的输出电压、噪声和热性能。PCB中的固有应力也可传递到基准并改变输出电压。