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lql990832的博客

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日志

 
 

高精度电压基准器件  

2010-01-01 15:35:12|  分类: 电子电路 |  标签: |举报 |字号 订阅

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    作为电压基准,是需要精确保存并复现电压值的,因此要求更高一些,必须严格控制一下几个指标:
    1、温度漂移要很低,比如10ppm/C以下,甚至1ppm/C。
       温度是电压变化的大敌,为了对付温飘一般采用两种方法:
         A、补偿。有的用电路来补偿,高端的用数字方法,把器件的温度特性

            录下来,然后烧到ROM里用D/A输出相反的信号来补偿,可以做到1ppm/C。
         B、恒温。这是比较彻底的解决办法,大部分用片内恒温,也有的是片内
            提供加热和感温器件需要外部电路配合。也有的干脆做恒温器。

    2、长时间漂移(老化)要小,比如每年不变化不超过100ppm,甚至20ppm以下。
       而对于普通的稳压器件往往不规定老化指标解决老化的方法,主要是器件的
       制作工艺,比如深埋。另外,还要进行老化、筛选和适当的电路。

    3、噪音要低。高准确的电压设备(比如高精度万用表)分辨力高,如果噪音大,
       那么后几位将总在变动。这就象测量河水的水位,但水位一会儿高、一会儿低,
       就很难测准。

目前用的比较多的高精密的基准大多都是深埋型恒温的,比如:

    A、LM399,这个是恒温和稳压一体的,4脚TO46小金属封装,外边套上一个塑料保温罩,比3DG12还要大一些。
    LM399广泛用于要求比较高的校准器、电压源和高档万用表里做基准,温度系数不大于2ppm/C(典型0.3ppm/C),稳定度大约每年20ppm,噪音7uVp-p。HP广泛使用的6位半万用表,里面用的就是LM399。
    LM399的问题就是工作温度太高而且不可变。由于外界温度接近恒温温度后恒温将失去作用,而为了抗恶劣环境,因此LM399把恒温温度设置到85C-90C。这样不仅功耗大,更重要的是老化严重,噪音也高。温度高带来的热电动势也高。
    当然,LM399也是不同的,有不同的厂家在生产,也有LM299、LM199,还有经过老化或筛选的LM299-20(表示1000小时老化不超过20ppm)等,特性也不太一样。

    B、 LTZ1000,这个是目前最好的器件,是线性公司开发的高准确度基准,采用深埋技术达到高稳定度,同时片内集成了温度传感器和加热器,温度系数达到 0.05ppm/C,而且由于控制部分在片外,因此恒温温度可以随意调节。稳定度大约每年2ppm,噪音1.2uVp-p,这个指标可以认为比LM399 高了一个数量级,因此主要用于高准确度的标准发生器、电压基准和8位半万用表中。但是,好的器件还要求好的电路和好的使用环境。在HP/Agilent 3458A万用表中,由于出于工作环境的考虑,把工作温度设置为70度,因此特性受到影响,比如老化、噪音、开机重复性等指标都不是太好,以至于本来 2ppm/年的基准器件,在万用表的电压稳定度指标上却是8ppm/年!
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