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(duì)應(yīng)兩個(gè)MAX6126的時(shí)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(shí)隙內(nèi)的輸出噪聲。

　　圖8 使 用兩片MAX6126時(shí)的輸出噪聲(參見圖2中的測試配置)

　　5噪聲抑制(NR)電容對(duì)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(duì)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(gè)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(shí)最好。

　　圖11 競爭器件在CLOAD =10μF時(shí)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(gè)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(huì)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(duì)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(gè)可替代方法是使用第二個(gè)更低噪聲電壓基準(zhǔn)，由于有兩個(gè)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(dòng)上電建立時(shí)間長得多(約10s)。

　　5)最后，CNR = 100μF時(shí)，MAX6126與競爭產(chǎn)品的0.1Hz至10Hz噪聲相同;但一個(gè)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(gè)數(shù)量級(jí)：0.4mA相對(duì)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(shí)的噪聲性能。該數(shù)據(jù)表明，選擇極低噪聲放大器對(duì)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