電壓基準(zhǔn)及時間基準(zhǔn)

1、01電壓基準(zhǔn)及時間基準(zhǔn)所有模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)都需要一個基準(zhǔn)信號，通常為電壓基準(zhǔn)。ADC的數(shù)字輸出表示模擬輸入相對于它的基準(zhǔn)的比率；DAC的數(shù)字輸入表示模擬輸出相對它的基準(zhǔn)的比率。有些轉(zhuǎn)換器有內(nèi)部基準(zhǔn)，有一些轉(zhuǎn)換器需要外部基準(zhǔn)。不管怎樣所有轉(zhuǎn)換器都必須有一個電壓(或電流)基準(zhǔn)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的最早應(yīng)用是用于緩慢變化信號的直流測量。在這種情況下，測量的精確定時并不重要。當(dāng)今大多數(shù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器是應(yīng)用在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)

2、中必須處理大量等間隔的模擬采樣值，而且頻譜信息與幅度信息同樣重要，這里涉及到的采樣頻率或時間基準(zhǔn)(采樣時鐘或重建時鐘)與電壓基準(zhǔn)一樣重要。電壓基準(zhǔn)問：一個電壓基準(zhǔn)怎樣才算好答：電壓基準(zhǔn)與系統(tǒng)有關(guān)。在要求絕對測量的應(yīng)用場合，其準(zhǔn)確度受使用基準(zhǔn)值的準(zhǔn)確度的限制。但是在許多系統(tǒng)中穩(wěn)定性和重復(fù)性比絕對精度更重要；而在有些數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中電壓基準(zhǔn)的長期準(zhǔn)確度幾乎完全不重要，但是如果從有噪聲的系統(tǒng)電源中派生基準(zhǔn)就會引起誤差。單片隱埋齊納基準(zhǔn)(如AD5

3、88和AD688)在10V時具有1mV初始準(zhǔn)確度(001%或100ppm)，溫度系數(shù)為15ppmC。這種基準(zhǔn)用于未調(diào)整的12位系統(tǒng)中有足夠的準(zhǔn)確度(1LSB=244ppm)，但還不能用于14或16位系統(tǒng)。如果初始誤差調(diào)整到零，在限定的溫度范圍內(nèi)可用于14位和16位系統(tǒng)(AD588或AD688限定40℃溫度變化范圍，1LSB=61ppm)。對于要求更高的絕對精度，基準(zhǔn)的溫度需要用一個恒溫箱來穩(wěn)定，并對照標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)。在許多系統(tǒng)中，12位絕

4、對精度是不需要這樣做的，只有高于12位分辨率才可能需要。對于準(zhǔn)確度較低(價格也會降低)的應(yīng)用，可以使用帶隙基準(zhǔn)。問：這里提到的“隱埋齊納”和“帶隙”基準(zhǔn)是什么意思答：這是兩種最常見的用于集成電路中的精密基準(zhǔn)?！半[埋”或表層下齊納管比較穩(wěn)定和精確。它是由一個具有反向擊穿電壓修正值的二極管組成，這個二極管埋在集成電路芯片的表層下面，再用保護(hù)擴(kuò)散層覆蓋以免在表面下?lián)舸?，見圖11。圖11表層齊納二極管與隱埋齊納二極管結(jié)構(gòu)圖硅芯片表面和芯片內(nèi)

5、部相比有較多的雜質(zhì)、機(jī)械應(yīng)力和晶格錯位。這是產(chǎn)生噪聲和長期不穩(wěn)定性的原因之一，所以隱埋式齊納二極管比表層式齊納二極管的噪聲小，而且穩(wěn)定得多，因此它被優(yōu)先采用于芯片基準(zhǔn)源上作為精密的集成電路器件。AD588有三個放大器用來提供開爾文接法。放大器A2專門用來接地強(qiáng)制檢測，而獨(dú)立的放大器A3和A4可任意選用作為其它的強(qiáng)制檢測接法的核心器件。圖13AD588功能框圖圖14開爾文接法的優(yōu)點(diǎn)問：“流到錯誤方向”是什么意思答：考慮一個工作電源電壓

6、為10V、輸出為5V的基準(zhǔn)。假如它的5V輸出端是通過一個接地的電阻器取出的，那么電流將從基準(zhǔn)端流出。假如電阻器不接到電源的10V端，那么電流將流入基準(zhǔn)端。大多數(shù)基準(zhǔn)允許電流流入或流出。但是有些基準(zhǔn)只允許提供電流而不吸收電流或者吸收能力比流出能力小得多。這樣的器件，利用產(chǎn)品說明中規(guī)定的輸出電流方式可以識別，對于有相當(dāng)大的凈電流必須流入基準(zhǔn)端的應(yīng)用場合，就不能使用這種器件。一個常見的例子是用一個正基準(zhǔn)改為負(fù)基準(zhǔn)(見圖15)。問：為什么不去