埋入式稽納電壓參考的創新

目前有許多類型的電壓參考都可提供超低雜訊電壓位準。然而，埋入式稽納電壓參考的雜訊特別地低，因此能脫穎而出。埋入式稽納電壓參考通常不需要增益來產生輸出電壓，因此可減少雜訊。埋入式稽納電壓參考常用於為高精密度系統提供「黃金級」電壓位準。電壓參考用於校準或與超精密資料轉換器 (如 DAC11001B) 配合使用，如 圖 8 中所示。

在使用埋入式稽納裝置進行校準時，有三個重要參數需要考量：溫度漂移、長期漂移和雜訊。在校準期間，系統資料轉換器會使用由埋入式稽納電壓參考 (如 REF80) 提供的穩定和低雜訊電壓來確定 ADC 或 DAC 的增益和偏移誤差。REF80 具有超低的 0.16ppm_p-p 雜訊規格。為了準確校準，電壓位準不能隨時間或溫度而變化，並且提供的值必須是低雜訊，以確保在校準期間觀察到的誤差能夠得到有效補償。

當 REF80 與 DAC11001B 一起使用時，必須對其進行緩衝以獲得良好的動態性能。這些緩衝器會為參考電路增加更多雜訊，進而增加整個訊號鏈的雜訊。因此，必須使用低雜訊運算放大器來維持低雜訊。OPA828 是一款低雜訊運算放大器，在 1kHz 時具有 4nV/√Hz 雜訊，常用於參考緩衝器電路。

為確保 REF80 的雜訊大部分僅來自電壓參考，使用低雜訊低壓差 (LDO) 為 REF80 供電也十分重要。REF80 的獨特之處在於其具有內部加熱器。無論周圍環境如何，此加熱器都能使晶粒保持在恆定的溫度。此加熱器可達到 REF80 的低漂移規格。加熱器和參考電源彼此獨立。因此，加熱器 (HEATP) 和 VDD (汲極電源) 都需要電源供應器。REF80 針腳配置如 圖 9 所示。

REF80 的加熱器在啟動時通常消耗高達 335mA 的電流，穩定至 18mA 至 75mA，而 VDD 通常只需要 15mA 的靜態電流。此外，REF80 (REF_Z) 電壓輸出上的雜訊取決於埋入式稽納電路，而不是加熱器。REF80 的架構會使得只有埋入式稽納參考對輸出雜訊產生重大影響，而加熱器的影響最小。圖 10 顯示簡化的原理圖。

因此，為了盡可能降低雜訊，為埋入式稽納參考供電的 VDD 針腳必須使用低雜訊 LDO 來供電。在 REF80 評估模組 REF8EVM 中，VDD 會使用寬輸入電壓、超低雜訊 LDO TPS7A49。對於加熱器，則會使用電流輸出較高，但雜訊也較高的 LM317。圖 11 展示了 REF8EVM 電源配置的原理圖。

您也可選擇將一個 LDO 同時用於 VDD 和加熱器。如果需要，另一個不錯的選擇是 TPSA4701，其具有超低雜訊和更高的輸出電流能力，可同時為 VDD 和 HEATP 供電。

為了實現最高精確度的技術和應用，埋入式稽納電壓參考是值得考慮的最佳選擇之一。當訊號鏈和校準雜訊是主要考量時，埋入式稽納裝置 (如 REF80) 的低漂移和低雜訊便極為重要。