將混合信號電壓基準提升至更高的電平

　　從我的前一篇文章，我們了解到混合信號應用的電壓基準可以成就一個系統，也可以毀掉一個系統。嘈雜或者極不穩定基準的最大影響位于或者靠近轉換器的滿量程輸出。通過在市場上尋找最低噪聲、最高精確度的穩定基準源可以改善這一情況——但還是讓我們來努力尋求另一款解決方案吧。目前，現金流有點緊張，而一個小的設計技巧可以讓我們轉危為安。

　　首先，請想象一下轉換器基準引腳輸入的輸入與輸出。圖 1 顯示了電荷峰值的一個例子，其可出現在轉換期間現代 ADC 的電壓基準引腳上。上方曲線（軌跡 4）為轉換器的開始轉換信號。如圖 1 所示，轉換過程期間，ADC 的電壓基準引腳（軌跡 1）要求不同數量的電荷。在該圖中，示波器的低電容探針捕獲到一個 10 kOhm 電阻器中出現的壓降，該電阻器位于 ADC 電壓基準引腳輸入和電壓基準輸出之間。ADC 的電壓基準必須能夠適應這些高頻電荷峰值。

　　圖 1 現代 ADC 基準輸入引腳的進出電流

　　電壓基準在二端分流器或三端串聯配置中有效。圖 2 顯示了這兩個電壓基準選項之間的差異。圖 2 (a)（二端分流器電壓基準）所示基準名稱意味著整個分流器基準 IC 芯片與其負載并聯工作。利用一個分流器電壓基準，您可以將一個輸入電壓施加于連接陰極的電阻器。該器件的典型初始電壓精確度可以低至 0.5% 到 5%，且溫度系數約為 50 到 100 ?V/?C。分流器電壓基準可能適合于 8 位以下的轉換器。

　　圖 2 二端分流器（a）和三端串聯（b）電壓基準結構圖

　　圖 2 (b) 所示串聯電壓基準與其負載串聯工作。一個內部帶隙電壓與一個內部放大器一起創建了這種基準的輸出電壓。串聯電壓基準產生一個位于輸出和接地之間的輸出電壓，同時向外部負載提供適當的輸出電流。隨著負載電流的增加或減少，串聯基準維持 VOUT 的電壓。

　　串聯基準的典型初始電壓精確度可低至 0.05% 至 0.5%，并具有高達 2.5 ppm/?C 的溫度系數。由于串聯基準的優異初始電壓和過溫性能，我們可在驅動精確 ADC 和 DAC 的基準引腳時使用這種器件。超過 8（LSB 尺寸 = 0.39%）或 14（LSB 尺寸 = 0.006%）分辨率位后，外部串聯電壓基準可保證您使用轉換器能夠達到想要的精確度。