噪声漂移测量 - 16位线性超稳定、低噪声、双极性±10V直流电压源电路图

　　噪声漂移测量

　　要实现高精度，电路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. 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，因为负基准电压通过额外的缓冲器级。

　　欲查看完整原理图和印刷电路板的布局，请参见CN-0318 设计支持包：www.analog.com/CN0318-DesignSupport.