為什么參數(shù)差的基準(zhǔn)反而可能更好？

幾乎所有的電子測(cè)量?jī)x器都有一顆“心臟”——基準(zhǔn)電壓源。它對(duì)整個(gè)儀器的模擬系統(tǒng)性能和精度有著重大影響，在對(duì)它選型時(shí)我們是既興奮又焦慮，我們可不能一味的根據(jù)廠商提供的器件參數(shù)文件進(jìn)行選型，這往往有些“坑”

在選取基準(zhǔn)電壓源時(shí)，我們是要參考廠商提供的器件參數(shù)文件的，里面通常包括器件的各項(xiàng)指標(biāo)，電性參數(shù)，物理參數(shù)，材料說(shuō)明，工作環(huán)境和使用建議等，一般以說(shuō)明文字，特性曲線，圖表以及數(shù)據(jù)表等形式體現(xiàn)，而所謂的“坑”，多存在于特性曲線，工作環(huán)境和特別注釋中。

這里就拿基準(zhǔn)電壓芯片進(jìn)行說(shuō)明，基準(zhǔn)電壓選型無(wú)外乎在于“準(zhǔn)、穩(wěn)”兩個(gè)字，“準(zhǔn)”可以粗略理解為初始絕對(duì)誤差，但由于現(xiàn)代儀器通常都配有完善的校準(zhǔn)體系，所以絕對(duì)精度的要求可以相對(duì)放寬，那基本影響到“準(zhǔn)”的多半是噪聲，噪聲挖的坑往往比較少，只要多加注意1/f噪聲和寬帶噪聲水平再結(jié)合對(duì)應(yīng)的應(yīng)用帶寬，符合系統(tǒng)要求基本就沒(méi)有太大問(wèn)題。

善于挖坑的往往是“穩(wěn)”，穩(wěn)顧名思義就是穩(wěn)定，隨供電穩(wěn)定，隨負(fù)載穩(wěn)定，隨時(shí)間穩(wěn)定，隨溫度穩(wěn)定，任何一個(gè)稍有疏忽，則前功盡棄。

隨溫度穩(wěn)定，即溫漂性能，這往往是優(yōu)秀基準(zhǔn)首先強(qiáng)調(diào)的參數(shù)，但強(qiáng)調(diào)歸強(qiáng)調(diào)，他們說(shuō)的，往往是典型值，什么是典型值？俗話說(shuō)就是，“一般情況下是這樣的”，其實(shí)典型值并不來(lái)源于直接測(cè)量，而是基于大量測(cè)量的具有代表性的統(tǒng)計(jì)值，但不管怎么說(shuō)，終究會(huì)有“二般”的。不地道的廠商往往只給出典型值，那最大值是多少呢？一般情況下，芯片廠商往往會(huì)同時(shí)提供典型值、最大值和最小值，這樣權(quán)衡之后基本就可以確定，芯片是否可用。還有一種“特別地道”的廠商，只提供最大值，說(shuō)特別地道是開玩笑，因?yàn)檫@種芯片可能存在參數(shù)分部分散的問(wèn)題，有時(shí)也是隱患。其中重要的并不完全是典型值和最大值這兩個(gè)數(shù)值，而是，而是，而是……關(guān)系曲線。下面是三種基準(zhǔn)芯片的輸出與溫度曲線，發(fā)現(xiàn)嗎？形態(tài)各異。那哪種才是好的？不一定，不同的應(yīng)用可能對(duì)應(yīng)不同的溫度范圍，在對(duì)應(yīng)溫度范圍內(nèi)最穩(wěn)定的就是最好的，但這個(gè)最穩(wěn)定也只是參考意義上的最穩(wěn)定，畢竟廠商提供的曲線也是“典型曲線”。

其中A器件是某廠商2.5V基準(zhǔn)的曲線，其保證的最大溫漂為3ppm/℃， B為另一廠商2.048V基準(zhǔn)的曲線，保證的最大溫漂為2ppm/℃，而C則是業(yè)內(nèi)頂尖的基準(zhǔn)之一，典型溫漂為0.5ppm/℃，最大也才到1ppm/℃。但需要特別注意的是各個(gè)廠商使用的溫漂計(jì)算一般都是方框法（box method），即對(duì)應(yīng)溫度范圍內(nèi)最大輸出差比上該溫度差再除以基準(zhǔn)點(diǎn)（一般為25℃）的輸出，即按照如下公式進(jìn)行計(jì)算，

其中T1為最低溫度，T2為參考點(diǎn)溫度，T3為最高溫度。于是會(huì)出現(xiàn)什么情況？由于溫漂曲線一般是非線性的，而且可能“極其非線性”，于是當(dāng)把范圍縮小到某一溫度子區(qū)間評(píng)估時(shí)，溫漂可能遠(yuǎn)大于或遠(yuǎn)小于數(shù)值標(biāo)注的最大值，那請(qǐng)把把目光聚集在20-50℃區(qū)間，發(fā)現(xiàn)數(shù)值指標(biāo)差的A反而在20-50℃區(qū)間內(nèi)有更平滑的表現(xiàn)，相對(duì)較好的B器件卻在對(duì)應(yīng)區(qū)間一路往下飆，C器件則表現(xiàn)更為優(yōu)秀（畢竟是業(yè)內(nèi)頂尖），所以最終選擇哪款器件可能是多方面因素綜合考慮的結(jié)果，數(shù)值指標(biāo)只能作為一個(gè)參考，要看曲線，而且是要看對(duì)應(yīng)區(qū)間的曲線，其實(shí)光看還是不夠的，因?yàn)閿?shù)據(jù)手冊(cè)所給出的曲線通常也是“典型”曲線，那還要干什么？……實(shí)測(cè)，在有條件的基礎(chǔ)上盡量評(píng)估盡可能多的器件。

以上僅是以溫漂為例說(shuō)明器件某一參數(shù)的選擇評(píng)估思路，一顆芯片不可能僅因一項(xiàng)指標(biāo)而被選中，要評(píng)估各個(gè)參數(shù)才能做出決定，而評(píng)估之后可能發(fā)現(xiàn)，“參數(shù)差的芯片反而更好”，其實(shí)也應(yīng)了那句話，“沒(méi)有最好的芯片，只有最合適的”。

PA8000系列功率分析儀由于需要在較高的帶寬下達(dá)到極高的精度和穩(wěn)定性，對(duì)基準(zhǔn)的選擇當(dāng)然是即嚴(yán)格又慎重，我們?cè)u(píng)估每一種待選型號(hào)的芯片在最接近真實(shí)應(yīng)用環(huán)境下的實(shí)際表現(xiàn)，綜合考慮選擇最適合的一款，而不是但看指標(biāo)決定。