高性能模擬芯片與嵌入式處理器

領(lǐng)先的模擬芯片和嵌入式處理器的產(chǎn)品與方案供應(yīng)商思瑞浦3PEAK（股票代碼：688536）正式推出全新精密電阻陣列——TPR860x系列。TPR860x系列是一款四電阻匹配的電阻陣列，電阻匹配性能表現(xiàn)優(yōu)異，兼有極低的溫漂，可滿足工業(yè)控制、精密測量和儀器儀表等終端產(chǎn)品對(duì)于電壓、電流信號(hào)采集的需求。

TPR860x產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

TPR860x系列集成了四個(gè)獨(dú)立電阻，專為滿足多個(gè)電阻阻值精確匹配的應(yīng)用需求而設(shè)計(jì)。電阻陣列搭配高精度運(yùn)放可實(shí)現(xiàn)增益倍數(shù)的精確設(shè)置，從而達(dá)到信號(hào)的精確采集。TPR860x的典型應(yīng)用電路圖如下：

TPR860x的典型應(yīng)用圖

在上述應(yīng)用電路中，電阻陣列在系統(tǒng)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，主要體現(xiàn)在：系統(tǒng)全溫下的增益精度、系統(tǒng)全溫下的共模抑制比。

系統(tǒng)全溫下的增益精度

電阻匹配比例和匹配比例溫漂是影響系統(tǒng)全溫范圍下的增益精度的關(guān)鍵因素。若選用匹配比例為1%的電阻陣列，則整個(gè)系統(tǒng)的分辨率將被限制在7bit以內(nèi)。在高精度的應(yīng)用中，需要采取校準(zhǔn)措施以減小這些影響，但全溫范圍的校準(zhǔn)成本高昂且難以實(shí)現(xiàn)，只能在常溫下進(jìn)行校準(zhǔn)。因此，匹配比例的溫漂至關(guān)重要。

為此，TPR860x系列提供了常溫下匹配比例誤差最大為±0.01%（TPR8601A），在-40°C 至 125°C溫度范圍內(nèi)溫漂典型值僅為0.1ppm/°C，最大值為1ppm/°C的出色性能表現(xiàn)，匹配比例溫漂分布圖如下圖所示：

TPR860X匹配比例溫漂分布圖

系統(tǒng)全溫下的共模抑制比

電阻陣列共模抑制比匹配度和溫漂對(duì)系統(tǒng)全溫范圍內(nèi)的共模抑制比具有關(guān)鍵影響。對(duì)于共模信號(hào)范圍較大的應(yīng)用場景，共模抑制比（CMRR）至關(guān)重要。電阻陣列匹配的失調(diào)會(huì)導(dǎo)致共模信號(hào)轉(zhuǎn)換為差模信號(hào)，從而引入干擾。

電阻陣列影響共模抑制比的匹配度定義為:

僅考慮電阻陣列時(shí)的共模抑制比為：

采用四個(gè)相同阻值、匹配比例為±1%的電阻，在常溫下只能保證40dB的共模抑制比。常溫下通過校準(zhǔn)，可以消除誤差，但高低溫下校準(zhǔn)的成本高昂，實(shí)現(xiàn)較為困難。而TPR860x系列在四個(gè)電阻之間均匹配，并在影響共模抑制比的匹配度和溫漂性能上表現(xiàn)出色。在全溫范圍下（-40°C至125°C），TPR8601A的最大偏差僅為±0.005%,溫漂典型值為0.1ppm/°C，最大值為1ppm/°C。分布圖可見下圖：

TPR860X影響共模抑制比的匹配度溫漂分布圖

我們通過構(gòu)建Gain=1的差分放大系統(tǒng)，利用三種性能不同的電阻陣列，探究評(píng)估了電阻陣列對(duì)系統(tǒng)增益精度和共模抑制比等性能指標(biāo)的影響。通過評(píng)估發(fā)現(xiàn)，TPR860x系列在全溫范圍下表現(xiàn)良好可靠，可滿足在精密測量領(lǐng)域中對(duì)系統(tǒng)增益精度和共模抑制比的高要求。

不同性能參數(shù)的電阻陣列對(duì)系統(tǒng)的影響對(duì)比

TPR860x產(chǎn)品性能

匹配性能：

TPR8601A: 0.0125% Matching at ?40°C to +125°C

TPR8600/1/2: 0.025% Matching at ?40°C to +125°C

TPR8603: 0.03% Matching at ?40°C to +125°C

匹配溫漂：0.1ppm/°C(Typ), 1ppm/°C(Max)

工作耐壓范圍: -60 V to +60V

工作溫度范圍: ?40°C to 125°C

審核編輯：劉清