電阻器分壓器漂移:什麼時候 5ppm + 5ppm = 5 ppm

　　如果您有一個分壓器，其中每個電阻器支持 5 ppm/°C 的漂移，那麼最差情況的漂移是多少?這是我最近研究低漂移電流傳感參考設計 (TIPD156) 時向我同事提出的一個既定觀點的問題(當然，是在我已經得出答案之後提出的)。「顯而易見」的答案是 10ppm/°C。真正的答案其實只有 5ppm/°C，但必須是在分壓器分壓比是 ½ 的時候。讓我們來深入了解一下這個並非顯而易見的明顯問題的答案。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/283579.htm

　　圖 1 是一款分立式解決方案，其提供一個參考電壓 (VREF) 和基於 R1與 R2比值的偏置電壓 (VBIAS)。

　　

 

　　圖 1：雙參考分立式拓撲

　　這時很「顯然」電阻器分壓器的整體漂移是 (5 ppm/°C) + (5 ppm/°C) = 10 ppm/°C。為進行確認，我進行了仿真。圖 2 是TINA-TI仿真的結果，其中 R2向正方向漂移，R1向負方向漂移，溫度變化是 100°C。

　　

 

　　圖 2：R1 和 R2 漂移後的 Vbias

　　計算得出的增益誤差是 0.05%(500 ppm 或 5.0 ppm/°C)。這是一個電阻器的漂移，而非它們的和!

　　現在，我們看一下常見分壓器電路的增益比率，並將其按公式 (1) 重新整理。

　　

 

　　其中

　　

 

　　a 是 R1與 R2之比，最終與該電路的增益有關。例如，如果 α=1，增益是 ½。那麼，α→0 時，增益 →1。同樣，α→∞ 時，增益 →0。

　　不同溫度的電路實際增益將取決於電阻器的漂移，在公式 (3) 中用 δ 表示。為了與仿真一致，R2按正方向漂移，R1按負方向漂移。

　　

 

　　公式 (4) 可計算增益誤差。為了簡單起見，沒有將其轉化成百分比(如果您想轉化，只需乘以 100，但在轉換為 ppm 時要注意)。

　　

 

　　使用公式 (1) 至 (3)，公式 (4) 可簡化為：

　　

 

　　請注意，增益誤差由漂移 (δ) 和電路增益(與 α 有關)決定。此外，如果 α=1(電路增益 =½)，增益誤差可簡化為 δ，這正好是仿真顯示的結果!

　　圖 3 是該設計增益誤差與電路增益的對比圖(5ppm/°C 的電阻器漂移，或 100°C 溫度下的 500ppm 總漂移)。注意，當電路增益是 ½ 時，增益誤差是 500ppm。還請注意，隨著電路增益增加，增益誤差會減小，反之亦然。

　　

 

　　總之，分壓器的漂移與預期不同。它不是簡單的相加，而是取決於電路的增益。所以，您下次設計電路時，如果再得出一個「顯而易見」的結論，您可能希望採用TINA-TI來核實一下!