高性能電容傳感器檢測系統(tǒng)

　　·電壓基準(zhǔn)源的選擇

　　選擇電壓基準(zhǔn)源時，應(yīng)當(dāng)針對系統(tǒng)的要求，綜合考慮電壓基準(zhǔn)源的技術(shù)指標(biāo)。電壓基準(zhǔn)源的技術(shù)指標(biāo)很多，主要的指標(biāo)是：初始精度、輸出電壓溫度漂移、提供電流以及吸入電流的能力、靜態(tài)電流、長期穩(wěn)定性、輸出電壓溫度遲滯、噪聲等。

　　噪音是無法補(bǔ)償?shù)恼`差，因而基準(zhǔn)源的噪音應(yīng)當(dāng)?shù)汀?P>

　　輸出電壓溫度遲滯現(xiàn)象(THYS)也是一個不能修正的誤差。THYS是25℃溫度下，由于溫度從熱到冷，然后從冷到熱變化時引起的輸出電壓的變化。它的幅度與溫度變化的大小成正比。在很多情況下，THYS誤差是不重復(fù)的，它與電路設(shè)計及封裝有關(guān)。

　　溫度漂移通常是可以修正的誤差，因?yàn)樗强芍貜?fù)的。高分辨率系統(tǒng)都需要補(bǔ)償。對一個5V系統(tǒng)，如果要求在整個商用溫度范圍(0～70℃，以25℃為基準(zhǔn)點(diǎn))保持±1LSB。如果基準(zhǔn)源的漂移為1ppm/℃，ΔV=1ppm/℃×5V×45℃=225mV。因此1ppm/℃的性能僅適用于整個商用溫度范圍內(nèi)的14位系統(tǒng)。常用器件的溫度漂移性能為1ppm/℃到100ppm/℃

　　長期穩(wěn)定性(LTS)給出了某一種封裝或某類器件中潛在的硅片應(yīng)力或離子遷移的程度。注意在溫度和濕度處在極端狀態(tài)下，電路板清潔度對此參數(shù)有很大的影響。還要注意LTS僅在25℃基準(zhǔn)溫度下有效。

　　電壓基準(zhǔn)源流出和吸入電流的能力是另一個重要參數(shù)。大多數(shù)應(yīng)用只需要基準(zhǔn)源對負(fù)載供出電流。許多基準(zhǔn)源不能吸入電流。還需注意基準(zhǔn)源的帶負(fù)載能力。

　　·高性能基準(zhǔn)電壓源—LTZ1000

　　LTZ1000和 LTZ1000A是一個具有極高穩(wěn)定性的，帶有溫度補(bǔ)償?shù)?SPAN id=firstAdSpan onmouseover="javascript:setVal('參考電壓'); companyAdEvent.show(this,'companyAdDiv',[5,18])" onmouseout="companyAdEvent.out('companyAdDiv')">參考電壓源。輸出電壓為7V；溫度漂移0.05ppm/℃；低頻噪聲1.2mVP-P；長期穩(wěn)定性2mV/胟Hr。

　　一個典型的應(yīng)用如圖4。

　　圖4 LTZ1000典型應(yīng)用電路

　　電壓基準(zhǔn)源的緩沖放大

　　在這個環(huán)節(jié)著重考慮運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓溫度漂移和放大器的低頻噪聲。

　　LTC1250 是一個高性能低噪聲，零溫度漂移運(yùn)算放大器。0.1Hz~1Hz等效輸入噪聲0.75mVP-P；溫度漂移±0.01mV/℃

　　脈沖形成

　　脈沖形成的電路原理如圖5。

　　圖5 脈沖形成電路原理圖

　　當(dāng)開關(guān)s閉合時，運(yùn)算放大器同相輸入端接地，電阻R2并聯(lián)在輸入信號源與地之間，可將其忽略掉。則此時放大器為單位增益反相放大器。