用簡單、有效的方法和電路測量極低1/f電壓基準(zhǔn)噪聲(< 1μVP-P，0.1Hz至10Hz)

　　4電壓基準(zhǔn)的低頻噪聲(0.1Hz至10Hz)測量

　　圖8所示為對應(yīng)兩個MAX6126的時域輸出噪聲。測量配置如圖2所示。與配置的校準(zhǔn)噪聲一樣，也記錄64秒時隙內(nèi)的輸出噪聲。

　　圖8 使 用兩片MAX6126時的輸出噪聲(參見圖2中的測試配置)

　　5噪聲抑制(NR)電容對電壓基準(zhǔn)的"更大”好處

　　在圖9中，圖2所示配置中使用的NR電容改為從Digikey?購買的100μF (X5R，10V，1206規(guī)格)電容。該大電容改善了0.1Hz至10Hz噪聲(圖10)。

　　圖9 使用100μF NR電容的MAX6126噪聲配置

　　圖10 測試配置的輸出噪聲如圖9所示。

　　6競爭對手電壓基準(zhǔn)的0.1Hz至10Hz噪聲測量結(jié)果

　　圖11所示為競爭電壓基準(zhǔn)的表現(xiàn)，使用了相同的測試配置(見圖9)以及兩個電壓基準(zhǔn)。CLOAD 用10μF代替，而不是MAX6126配置中的0.1μF。競爭器件的噪聲性能在CLOAD = 10μF時最好。

　　圖11 競爭器件在CLOAD =10μF時的配置輸出噪聲

　　7 MAX6126輸出電壓溫漂隨NR電容的變化

　　我們已經(jīng)證明，使用較大的NR電容，可顯著降低MAX6126的0.1Hz至10Hz噪聲。然而，我們需要確保參考輸出電壓的溫漂幾乎不受電容漏泄的影響(連接在NR和GND引腳之間)。圖12所示為MAX6126在以下情況下的溫漂性能：無電容、0.1μF 50V (C0805C104J5RAC7800)和100μF 10V (C3216X5R1A107M160AC)電容。

　　圖12 VOUT(T) –VOUT (25°C)：MAX6126在三種NR電容情況下的輸出電壓溫漂

　　8總結(jié)

　　1)電壓基準(zhǔn)輸出直接連接(無需隔直)到差分放大器的輸入。與交流耦合前端方案不同，這種配置下的高通濾波器不需要昂貴的低漏泄和低閃爍噪聲電阻。

　　2)傳統(tǒng)方法中(見圖1)，基準(zhǔn)輸出電壓到前置放大器輸入的交流耦合，需要一個高通濾波器。高通濾波器元件相關(guān)的噪聲必須遠(yuǎn)低于被測電壓基準(zhǔn)噪聲。此外，前端前置放大器輸入的噪聲電流和電容漏泄噪聲電流會在濾波器電阻上產(chǎn)生噪聲電壓。前置放大器的輸入電壓噪聲與以上所述的前端噪聲分量疊加在一起。

　　3)圖2中建議的電路通過使用完全相同的一對器件，可測量電壓基準(zhǔn)的超低1/f頻率噪聲(< 1μVP-P，0.1Hz至10Hz)。此外，我們假設(shè)器件的噪聲不相關(guān)。一個可替代方法是使用第二個更低噪聲電壓基準(zhǔn)，由于有兩個基準(zhǔn)，所以其噪聲很容易從總噪聲中減去。

　　4)我們已經(jīng)證明，使用100μF噪聲抑制電容(連接在NR和GND引腳之間)，可大幅降低MAX6126的低頻噪聲，從0.9μVP-P降低到0.6μVP-P。較大NR電容帶來的缺點(diǎn)是啟動上電建立時間長得多(約10s)。

　　5)最后，CNR = 100μF時，MAX6126與競爭產(chǎn)品的0.1Hz至10Hz噪聲相同;但一個很重要的優(yōu)點(diǎn)是非常節(jié)能，因?yàn)槠潇o態(tài)電流幾乎低一個數(shù)量級：0.4mA相對于競爭產(chǎn)品的5mA。

　　9 MAX9632噪聲性能

　　圖13、14和15所示為MAX9632用作本文中的前置放大器時的噪聲性能。該數(shù)據(jù)表明，選擇極低噪聲放大器對于應(yīng)用至關(guān)重要。

　　圖13 MAX9632的0.1Hz至10Hz噪聲性能

　　圖14 MAX9632的輸入電壓噪聲密度性能

　　圖15 MAX9632的輸入電流噪聲密度性能

       作者：Srudeep Patil，Gabriel Tanase Maxim公司