電阻器分壓器漂移：什么時候5ppm + 5ppm = 5 ppm

作者：Pete Semig

如果您有一個分壓器，其中每個電阻器支持 5 ppm/°C 的漂移，那么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(jīng)得出答案之后提出的）。“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 ? 的時候。讓我們來深入了解一下這個并非顯而易見的明顯問題的答案。

圖 1 是一款分立式解決方案，其提供一個參考電壓 (VREF) 和基于 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 漂移后的 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(xiàn)在，我們看一下常見分壓器電路的增益比率，并將其按公式 (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 ?。那么，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于電阻器的漂移，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 =?），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 ? 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，而是取決于電路的增益。所以，您下次設計電路時，如果再得出一個“顯而易見”的結論，您可能希望采用 TINA-TI 來核實一下！

原文請參見: http://e2e.ti.com/blogs_/b/precisionhub/archive/2014/06/19/resistor-divider-drift-when-5ppm-5ppm-10-ppm.aspx

審核編輯：符乾江

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