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幾乎所有的電子測量儀器都有一顆“心臟”——基準電壓源。它對整個儀器的模擬系統性能和精度有著重大影響，在對它選型時我們是既興奮又焦慮，我們可不能一味的根據廠商提供的器件參數文件進行選型，這往往有些“坑”…… 在選取基準電壓源時，我們是要參考廠商提供的器件參數文件的，里面通常包括器件的各項指標，電性參數，物理參數，材料說明，工作環境和使用建議等，一般以說明文字，特性曲線，圖表以及數據表等形式體現，而所謂的“坑”，多存在于特性曲線，工作環境和特別注釋中。 這里就拿基準電壓芯片進行說明，基準電壓選型無外乎在于“準、穩”兩個字，“準”可以粗略理解為初始絕對誤差，但由于現代儀器通常都配有完善的校準體系，所以絕對精度的要求可以相對放寬，那基本影響到“準”的多半是噪聲，噪聲挖的坑往往比較少，只要多加注意1/f噪聲和寬帶噪聲水平再結合對應的應用帶寬，符合系統要求基本就沒有太大問題。 善于挖坑的往往是“穩”，穩顧名思義就是穩定，隨供電穩定，隨負載穩定，隨時間穩定，隨溫度穩定，任何一個稍有疏忽，則前功盡棄。 隨溫度穩定，即溫漂性能，這往往是優秀基準首先強調的參數，但強調歸強調，他們說的，往往是典型值，什么是典型值?俗話說就是，“一般情況下是這樣的”，其實典型值并不來源于直接測量，而是基于大量測量的具有代表性的統計值，但不管怎么說，終究會有“二般”的。不地道的廠商往往只給出典型值，那最大值是多少呢?一般情況下，芯片廠商往往會同時提供典型值、最大值和最小值，這樣權衡之后基本就可以確定，芯片是否可用。還有一種“特別地道”的廠商，只提供最大值，說特別地道是開玩笑，因為這種芯片可能存在參數分部分散的問題，有時也是隱患。其中重要的并不完全是典型值和最大值這兩個數值，而是，而是，而是……關系曲線。下面是三種基準芯片的輸出與溫度曲線，發現嗎?形態各異。那哪種才是好的?不一定，不同的應用可能對應不同的溫度范圍，在對應溫度范圍內最穩定的就是最好的，但這個最穩定也只是參考意義上的最穩定，畢竟廠商提供的曲線也是“典型曲線”。 其中A器件是某廠商2.5V基準的曲線，其保證的最大溫漂為3ppm/℃， B為另一廠商2.048V基準的曲線，保證的最大溫漂為2ppm/℃，而C則是業內頂尖的基準之一，典型溫漂為0.5ppm/℃，最大也才到1ppm/℃。但需要特別注意的是各個廠商使用的溫漂計算一般都是方框法(box method)，即對應溫度范圍內最大輸出差比上該溫度差再除以基準點(一般為25℃)的輸出，即按照如下公式進行計算， 其中T1為最低溫度，T2為參考點溫度，T3為最高溫度。于是會出現什么情況?由于溫漂曲線一般是非線性的，而且可能“極其非線性”，于是當把范圍縮小到某一溫度子區間評估時，溫漂可能遠大于或遠小于數值標注的最大值，那請把把目光聚集在20-50℃區間，發現數值指標差的A反而在20-50℃區間內有更平滑的表現，相對較好的B器件卻在對應區間一路往下飆，C器件則表現更為優秀(畢竟是業內頂尖)，所以最終選擇哪款器件可能是多方面因素綜合考慮的結果，數值指標只能作為一個參考，要看曲線，而且是要看對應區間的曲線，其實光看還是不夠的，因為數據手冊所給出的曲線通常也是“典型”曲線，那還要干什么?……實測，在有條件的基礎上盡量評估盡可能多的器件。 以上僅是以溫漂為例說明器件某一參數的選擇評估思路，一顆芯片不可能僅因一項指標而被選中，要評估各個參數才能做出決定，而評估之后可能發現，“參數差的芯片反而更好”，其實也應了那句話，“沒有最好的芯片，只有最合適的”。 PA8000系列功率分析儀由于需要在較高的帶寬下達到極高的精度和穩定性，對基準的選擇當然是即嚴格又慎重，我們評估每一種待選型號的芯片在最接近真實應用環境下的實際表現，綜合考慮選擇最適合的一款，而不是但看指標決定。 |
