怎样使基准源噪声减少一半

简介：
本文介绍了有效降低基准源噪声的方法和技术，旨在帮助读者学会如何将基准源的噪声水平减半，提高信号质量。 ### 如何将基准源噪声减半 #### 一、引言 在电子系统设计中，基准电压源（简称基准源）作为许多电路的核心组件之一，其性能直接影响到整个系统的精度和稳定性。其中，低频1f噪声（LF噪声）尤其值得关注，因为它在10Hz以下的频率范围对信号质量造成显著影响，并且难以通过传统手段消除。本段落将详细介绍一种有效的方法来减少基准源噪声——通过使用低通RC滤波器和多路基准源串联的方式，将噪声水平减半。 #### 二、RC滤波器的作用及局限性 ##### 2.1 作用 RC滤波器是一种简单的低通滤波器，能够有效减少高频噪声。当应用于电压基准源时，它可以通过阻止高频噪声进入系统来降低LF噪声的影响。 ##### 2.2 局限性 然而，RC滤波器的设计并非没有挑战。为了有效减少LF噪声，通常需要较大的电容值。但较大的电容值会带来两个问题： - 较低的泄漏电阻：这会导致形成一个不受控制的分压器，进而引入电压误差和长期不稳定性。 - 串联的大阻值电阻：此类电阻会产生额外误差，主要来源于漏电流造成的不期望压降以及电阻本身的热噪声。 #### 三、多路基准源串联降低噪声 为了克服RC滤波器的局限性，本段落提出了一种新的解决方案——多路基准源串联。此方法利用了多个电压源之间的相互独立性来降低总体噪声水平。 ##### 3.1 原理 当多个电压源串联时，它们的直流电压线性叠加，而噪声则以均方根（RMS）方式叠加。具体而言，如果使用四个基准源，每个基准源相当于一个直流电压和一个噪声源，则最终输出将是直流电压的线性叠加，而噪声将以RMS方式叠加。这样做的结果就是可以显著降低总体噪声水平。 ##### 3.2 实际应用 图1展示了四个2.5V基准源串联后的电路连接。为了确保整体性能，应选用高稳定性的金属薄膜电阻，并搭配低噪声、低输入失调电压和低温度系数的运算放大器。 ##### 7.3 实验数据 表1和表2分别显示了使用MAX6037和MAX6143这两种不同类型的2.5V基准源时的实验结果。可以看出，使用四个基准源串联后，输出的噪声电压显著下降。特别是使用MAX6143时，噪声电压从单个基准源的大约0.52μVRMS降至串联后的0.27μVRMS。 #### 四、附加优势 除了降低噪声外，多路基准源串联还具有以下优势： - 降低长期漂移：由于每个基准源都有其特定的噪声特性，在串联后可以互相抵消部分噪声，从而降低了因噪声引起的长期漂移。 #### 五、结论 通过本段落介绍的方法，我们能够有效地将基准源噪声减半。虽然RC滤波器是一种常用的解决方案，但在实际应用中存在局限性。相比之下，采用多路基准源串联不仅能够显著降低噪声水平，还能减少长期漂移，提高系统的整体性能。对于追求高精度和稳定性的电子设备来说，这是一种非常实用的技术。