ADI技术指南开关和基准源..pdf

### ADI技术指南开关和基准源知识点解析 #### 一、基准电压源概述 基准电压源在模拟系统中扮演着至关重要的角色，它直接影响到系统的性能和精度。基准电压源和线性调节器在功能上有许多相似之处，实际上，线性调节器可以看作是一种输出电流或功率更大的基准电压源。这两种电路的规格参数也非常类似，尽管基准电压源通常在漂移和精度等方面表现出更高的性能。 在现代应用中，很多支持电路都被集成到了转换器中，这不仅简化了设计过程，还确保了系统的整体性能。基准电压源的选择对于模拟系统的性能至关重要。例如，在一个5V的基准电压源上，±5mV的容差相当于±0.1%的绝对精度，这对于10位的系统来说已经足够。而对于12位的系统，则需要更加精确的基准电压源，如±1mV的容差，这通常比手动校准更具成本效益。在追求16位精度的系统中，基准电压源的初始精度和校准能力是必需的。 值得注意的是，许多系统执行的是相对测量而不是绝对测量，在这种情况下，基准电压源的绝对精度不如噪声和短期稳定性重要。温度漂移或老化导致的漂移问题往往比绝对精度更重要，因为初始误差可以通过调整来纠正，而漂移则难以补偿。 #### 二、温度漂移与老化特性 选择基准电压源时，应该重点关注其温度系数和老化特性，以确保在整个工作温度范围内以及系统的预期寿命期间都能保持足够的精度。温度漂移是指随着温度的变化基准电压的变化率，而老化则是指随着时间的推移基准电压的变化。这两种特性对于长期稳定性的要求尤为重要。 #### 三、噪声对系统的影响 尽管基准电压源的噪声经常被忽视，但它在系统设计中可能是一个极其重要的因素。噪声指的是基准电压的瞬间变化。在数据手册中通常会有噪声的额定值，但系统设计师往往会忽略这一规格，错误地假设基准电压源不会给系统带来额外的噪声。 #### 四、启动行为与瞬态负载响应 基准电压源必须考虑两个动态问题：启动时的行为以及在瞬态负载下的表现。启动时的行为是指基准电压源不会立即上电，这意味着在短时间内打开ADC和基准电压源，读取数值后再迅速关闭几乎是不可能的，无论这样做有多节能。在瞬态负载下，给定的基准电压源IC不一定适用于脉冲加载条件，这取决于具体的架构。许多基准电压源采用了低功耗设计，即低带宽的输出缓冲放大器，这在快速瞬态负载的情况下会导致性能下降，进而可能影响快速ADC的性能，特别是逐次逼近和闪存ADC。 #### 五、简单二极管基准电压源 标准的基准电压源IC一般只提供串行或三引脚形式，且通常只支持正极性。串行型号具有较低的静态电流、稳定的输出电压和相对较高的输出电流等优点。相比之下，分流或双引脚基准电压源虽然在极性方面更为灵活，但在负载方面存在更多限制。 **二极管基准电压源**通常由一个电流驱动的正偏二极管（或二极管连接的晶体管）产生电压，但这类基准电压源存在温度系数较高、对负载敏感、输出电压不灵活等问题。相比之下，使用齐纳或“雪崩”二极管的基准电压源可以提供更高的输出电压，并且具有正温度系数，但需要注意的是，当D1的击穿电压范围为5至8V时，净正温度系数等于正偏二极管D2的负温度系数。 选择合适的基准电压源对于保证模拟系统的精度和稳定性至关重要。考虑到温度漂移、老化特性、噪声水平以及动态响应等因素，系统设计师需要仔细评估不同类型的基准电压源，以满足特定应用的需求。