Снижение уровня низкочастотного (1/f) шума, генерируемого микросхемой источника опорного напряжения, может оказаться сложной задачей. Теоретически, уровень шума можно уменьшить добавлением к выходу опорного источника фильтра нижних частот. На практике RC-фильтр нижних частот для подавления шумовых компонент ниже 10 Гц требует больших номиналов последовательного сопротивления и параллельной емкости. К сожалению, последовательный резистор большого номинала вносит погрешности сопротивления и тепловой шум, а сопротивление утечки параллельного конденсатора образует непредсказуемую и нестабильную шунтирующую цепь. Вместе эти два элемента образуют шумный и температурно зависимый делитель напряжения, напрямую влияющий на точность и долговременную стабильность источника опорного напряжения. Кроме того, загрязнения поверхности печатной платы могут добавить еще один возможный путь утечки и источник ошибок.
Несколько источников опорного напряжения можно включить последовательно, чтобы уменьшить их шум 1/f. Постоянные выходные напряжения опорных источников суммируются линейно, а их некоррелированные внутренние шумовые источники суммируются геометрически. Для примера рассмотрим стек из четырех микросхем, каждая из которых содержит источник постоянного опорного напряжения VREF и включенный последовательно генератор случайного шума VNOISE. Тогда, обозначив суммарное опорное напряжение и суммарное напряжение шумов как VREF_TOT и VNOISE_TOT, соответственно, получим:
и
Таким образом, исходное отношение напряжения шумов к постоянному опорному напряжению делится пополам.
 |
|
| Рисунок 1. | Четыре ИОН 2.5 В IC1 – IC4 выдают напряжение 10 В. Резисторы R1 и R2 образуют делитель, который уменьшает выходное напряжение 10 В до 2.5 В и снижает напряжение выходного шума вдвое. Буферный усилитель IC5 изолирует схему ИОН от нагрузки. |
Способ добавления нескольких источников опорного напряжения (ИОН) для получения одного опорного напряжения с меньшими шумами показан на Рисунке 1. R1 и R2 являются частью высокостабильной матрицы металлопленочных резисторов, а буферный усилитель IC5 имеет низкий уровень шума, низкое входное напряжение смещения и низкие температурные коэффициенты напряжения смещения.
| Таблица 1. | Напряжения шумов, измеренные в схеме на Рисунке 1 при использовании четырех ИОН 2.5 В типа MAX6037. |
||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
В Таблицах 1 и 2 представлены шумовые напряжения, возникающие в результате объединения четырех источников опорного напряжения 2.5 В двух типов. В каждой таблице показаны напряжения шумов, измеренных в полосе от 0.1 до 10 Гц для каждого из четырех ИОН от IC1 до IC4 и для их комбинации. Обратите внимание, что разброс отношений среднеквадратичных значений к пиковым значениям связан с субъективностью метода измерения. В дополнение к снижению шума в диапазоне от 0.1 до 10 Гц схема также уменьшает долговременный дрейф опорного напряжения.
| Таблица 2. | Напряжения шумов, измеренные в схеме на Рисунке 1 при использовании четырех ИОН 2.5 В типа MAX6143. |
||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
Купить MAX6037 на РадиоЛоцман.Цены
