产品展示
时间: 2025-04-24 14:33:10 | 作者: 产品展示
和温漂一般决数据收集体系(DA定S)的丈量极限。电压基准的数据资料一般以两种独立方式给出,给定带宽(例如,10Hz至1kHz)内的µVRMS;或电压噪声谱密度抵达其平整度方针时对应频率下的电压噪声谱密度,标明为nV/√Hz。
经过运用低通滤波可将后者大幅度的下降宽带噪声。但是,滤除低频噪声十分费事且不太可行,因为滤除较低频率需求较大的电容。
因为电压基准噪声是随机信号,所以也影响输出电压精度。例如,假如输出噪声为1mVP-P,那么关于3V基准,噪声转换为0.033%电压随机性,这影响基准的初始精度。本文介绍了一种可丈量和下降电压基准的低频噪声简略、有用的办法。运用实例的方针是得到低于1µVP-P的低频噪声(0.1Hz至10Hz)。
丈量电压基准噪声的规范办法如图1所示。将电压基准的输出连接到高通滤波器,以经过0.1Hz及以上的频率。高通滤波器还有两项优点:堵塞电压基准输出的直流成分、只答应高通滤波器拐点频率以上的沟通信号抵达低噪声前置放大器。
1)完成高通滤波器的较低截止频率,需求大的、低漏泄、高质量和贵重的电容。
2)输入电阻的闪耀噪声和低噪声前置放大器的输入电流噪声叠加在一同,决议该电阻引起的低频噪声。所以,较小的电阻发生较低的噪声。但是,较低的电阻要求较大的电容,以完成高通滤波器的截止频率。
3)高通滤波器引起的噪声至关重要,因为该噪声将叠加至前置放大器的输入电压噪声。在前置放大器输入上发生的总噪声有必要远低于电压基准的噪声。
图2所示的装备中,运用两个彻底相同的电压基准精确地确认其低频噪声。这是一种间接丈量噪声的办法。该办法的条件是:两个不同器材(同一制作批次)有很类似的噪声功能,且其噪声不相干。
在咱们的试验中,装备选用了一对MAX6126超低噪声电压基准。图2具体装备中的虚线标明悉数测验电路都在法拉第金属笼中与外部环境彻底屏蔽。咱们的具体渠道装备请参见图6和图7。
MAX6126具有噪声按捺引脚NR,可经过外部电容连接到地。该电容与片上电阻(典型值为20kΩ)一同组成低通滤波器,下降内部基准的噪声。运用0.1µF噪声按捺电容,咱们可滤除100Hz以上的频谱重量。本文中,咱们证明100µF噪声按捺电容可用于下降1/f噪声(0.1Hz至10Hz),因为滤波器的截止频率为大约0.1Hz。
挑选MAX9632的原因是其噪声极端低,包含1/f噪声和宽带噪声。MAX9632用作差分放大器装备。差分电压增益取决于匹配杰出的5KΩ和50Ω电阻的比率。挑选这些0.01%匹配电阻来改进CMRR功能,从而按捺外部RF或/和沟通电网信号的寄生耦合注入的有害共模噪声。选用的增益为100V/V,但必要时也可设置为更高。但是,差分放大器带宽BW将减小,因为BW=GBW/增益。
差分放大器的输出连接到高通滤波器。该滤波器答应依据电阻和电容值合理设置滤波器截止频率。100µF和50kΩ组合,用于经过0.03Hz及更高的频率。在低噪声前置放大器之后运用高通滤波器有多种优势。因为滤波器坐落增益级之后,所以电容和电阻的噪声不是很重要,咱们可运用一般电容和电阻器材。此外,咱们也可以精确的经过需求自定义滤波器截止频率。有必要留意一下的是,信号分析仪输入设置为直流耦合形式。所以,信号分析仪中沟通耦合形式的高通滤波器频率拐点不影响丈量。
运用图3所示的试验装备评价图2中噪声丈量装备的频率呼应。在这种情况下,测验信号连接到差分放大器的输入端,别的一端输入连接到地。
频率呼应函数为G×F(见上文式7)。图4标明,在低频带范围内(0.1Hz至10Hz),咱们可假定以输出为基准的噪声增益可达40dB或100V/V。因为0.1Hz和10Hz为所用外部带通滤波器的拐点频率,所以它们是增益呼应上的-3dB点。
图4标明,在频带(0.1HZ至10Hz)内,假定以输出为基准的噪声增益为40dB或100V/V是安全的。图5所示为用于校准噪声的时域输出装备。装备的输入连接到地。记载64s时隙内的输出噪声,显着超越频域中0.1Hz对应的10s时刻。这很有用,标明64s总时刻中恣意10s窗口的峰-峰值改变十分小。