高性能电容传感器检测系统

　　·电压基准源的选择

　　选择电压基准源时，应当针对系统的要求，综合考虑电压基准源的技术指标。电压基准源的技术指标很多，主要的指标是：初始精度、输出电压温度漂移、提供电流以及吸入电流的能力、静态电流、长期稳定性、输出电压温度迟滞、噪声等。

　　噪音是无法补偿的误差，因而基准源的噪音应当低。

　　输出电压温度迟滞现象(THYS)也是一个不能修正的误差。THYS是25℃温度下，由于温度从热到冷，然后从冷到热变化时引起的输出电压的变化。它的幅度与温度变化的大小成正比。在很多情况下，THYS误差是不重复的，它与电路设计及封装有关。

　　温度漂移通常是可以修正的误差，因为它是可重复的。高分辨率系统都需要补偿。对一个5V系统，如果要求在整个商用温度范围(0～70℃，以25℃为基准点)保持±1LSB。如果基准源的漂移为1ppm/℃，ΔV=1ppm/℃×5V×45℃=225mV。因此1ppm/℃的性能仅适用于整个商用温度范围内的14位系统。常用器件的温度漂移性能为1ppm/℃到100ppm/℃

　　长期稳定性(LTS)给出了某一种封装或某类器件中潜在的硅片应力或离子迁移的程度。注意在温度和湿度处在极端状态下，电路板清洁度对此参数有很大的影响。还要注意LTS仅在25℃基准温度下有效。

　　电压基准源流出和吸入电流的能力是另一个重要参数。大多数应用只需要基准源对负载供出电流。许多基准源不能吸入电流。还需注意基准源的带负载能力。

　　·高性能基准电压源—LTZ1000

　　LTZ1000和 LTZ1000A是一个具有极高稳定性的，带有温度补偿的参考电压源。输出电压为7V；温度漂移0.05ppm/℃；低频噪声1.2mVP-P；长期稳定性2mV/胟Hr。

　　一个典型的应用如图4。

　　图4 LTZ1000典型应用电路

　　电压基准源的缓冲放大

　　在这个环节着重考虑运算放大器的失调电压温度漂移和放大器的低频噪声。

　　LTC1250 是一个高性能低噪声，零温度漂移运算放大器。0.1Hz~1Hz等效输入噪声0.75mVP-P；温度漂移±0.01mV/℃

　　脉冲形成

　　脉冲形成的电路原理如图5。

　　图5 脉冲形成电路原理图

　　当开关s闭合时，运算放大器同相输入端接地，电阻R2并联在输入信号源与地之间，可将其忽略掉。则此时放大器为单位增益反相放大器。