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直流高压电源噪声漂移测量试验
编辑:扬州凯弘电源科技有限公司   发布时间:2018-01-30

要实现高精度,电路直流高压电源输出端的峰峰值噪声必须维持在1 LSB 以下,对于16位分辨率和+10 V单极性电压范围为152 μV,而对于20 V峰峰值电压范围则为305 μV。

  实际应用中不会在0.1 Hz处有高通截止频率来衰减1/f噪声,但会在其通带中包含低至直流的频率;因此,测得的峰峰值噪声对于+10 V单极性电压范围如图4所示,而对于±10 V 双极性电压范围则如图5所示。两种情况下,电路输出端的噪声是在100秒内测得的,测量充分涵盖低至0.01 Hz的频率。

  图4显示10 V输出范围内的信号链噪声性能(1 LSB = 152 μV)。将AD5760的VREFN输入接地即可得到10 V范围。

  图4. 直流高压电源使用ADR4550基准电压源和10 V峰峰值单极性输出电压范围,100秒内测得的DAC输出电压噪声:满量程(蓝色)、中间电平(绿色)和零电平(红色)

  图4. 使用ADR4550基准电压源和10 V峰峰值单极性输出电压范围,100秒内测得的DAC输出电压噪声:满量程(蓝色)、中间电平(绿色)和零电平(红色)

  图4中10 V范围的峰峰值输出噪声总结如下:

  零电平 = 0.96 μV p-p = 0.006 LSB p-p

  中间电平 = 7.46 μV p-p = 0.05 LSB p-p

  满量程 = 12.88 μV p-p = 0.08 LSB p-p

  零电平输出电压的噪声最低,此时噪声仅来自DAC内核,这仅仅是由于VREFN输入接地。选择零电平码时,DAC会衰减各基准电压路径的噪声贡献。

  频率较低时,温度漂移和热电偶效应会变成误差源。通过选择热系数较小的器件可以将上述效应降至最小。在此电路中,低频1/f噪声的主要来源是基准电压源。另外,基准电压源的温度系数值也是电路中最大的,为2 ppm/°C。

  图5显示20 V输出范围内的信号链噪声性能(1 LSB = 305 μV)。

  

  图5. 使用ADR4550基准电压源和20 V峰峰值双极性输出电压范围,

100秒内测得的DAC输出电压噪声:满量程(蓝色)、中间电平(绿色)和零电平(红色)

  图5中20 V范围的峰峰值噪声总结如下:

  零电平 = 18 μV p-p = 0.06 LSB p-p

  中间电平 = 2.47 μV p-p = 0.008 LSB p-p

  满量程 = 9.22 μV p-p = 0.03 LSB p-p

  中间电平时具有最低的噪声,因为DAC内核在该电平位置具有针对基准电压源的最大衰减。

  零电平时的噪声大于满量程时的噪声,因为直流高压电源负基准电压通过额外的缓冲器级。


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