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2020-03-18 仁杰

<span style="font-size:16px;font-weight:700;color:#333333;font-family:微软雅黑;background-color:#FFFFFF;">问题 4：Vref 的电压怎么产生？</span><br /> <span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">答：Vref 电压可以由以下二种方式产生：</span><br /> <br /> <span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">1，单独的 LDO 或者基准芯片产生</span><br /> <span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">这种方式需要单独增加芯片，会增加整个方案的 bom 成本，而且因为一般的 LDO 以及基准芯片的输出都是固定电压的，调整 Vref 电压不是很灵活。</span><br /> <br /> <span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">2，两个电阻分压产生</span><br /> <span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">使用这种方式，分压电阻不能取得太大，否则驱动能力不够，会造成</span>测量<span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">误差。</span>

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2020-03-18 仁杰

<span style="font-size:16px;font-weight:700;color:#333333;font-family:微软雅黑;background-color:#FFFFFF;">问题 3：额温枪对高精度运放的带宽有什么要求？</span><br /> <span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">答：额温枪在测试人体温度时，并不需要很高的</span>频率<span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">，因此在设计运放电路时，可以通过外围电路来限定运放环路的带宽，从而抑制高频噪声，因此一般会在反馈电阻上并一个比较大的反馈电容。</span><br /> <br /> <span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">如问题 1 所示的</span>电路图<span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">中，只要运放的带宽足够大，那么环路的带宽由 Cf 和&nbsp;</span>RF<span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">&nbsp;所组成的极点来决定。</span><br /> <span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">问题 1 图中，fp=1/(2πRfCf)=1/(6.28*100nF*510K)=3.12Hz</span><br /> <br /> <span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">聚洵半导体的高精度运放 GS8331 的带宽是 350K，GS8552 的带宽是 1.8M，GS8591 的带宽是 4.5M，都远远大于 3.12Hz，因此上述三种高精度运放都可以用在额温枪应用中。</span>

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2020-03-18 仁杰

<span style="font-size:16px;font-weight:700;color:#333333;font-family:微软雅黑;background-color:#FFFFFF;">问题 2：高精度运放的输入失调电压温度漂移对额温枪的应用有什么影响？</span><br /> <span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">答：医用额温枪的国家标准中规定</span><br /> <br /> <span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">1，环境温度 16°C~35°C</span><br /> <span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">2，温度显示范围 35°C~42°C，最大误差±0.2°C。</span><br /> <br /> <span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">环境温度从 16°C 到 35°C，差值为 19 摄氏度，如果选用普通的运放，温度漂移一般在 2uV-3uV 每摄氏度，因此在 19 摄氏度的范围内，输入失调电压 Vos 会漂移 38uV-57uV，而市场上常见的热电堆传感器，1 摄氏度产生的信号一般是几十个 uV，以 80uV 举例，±0.2°C 对应±16uV 的漂移，所以如果使用普通运放的话，单单运放引入的误差就超过了国家标准。</span><br /> <br /> <span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">而聚洵</span>半导体<span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">零漂移运放的温漂最大值为 50nV/°C，输入失调电压 Vos 在国家标准的温度范围内最大漂移 0.95uV，远小于 16uV 的国家标准，因此在额温枪应用中，必须选用零漂移运放。</span>

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<span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">Vo=1.25V+Vos*511，其中，511 是运放</span>电路<span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">的</span>放大<span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">倍数，失调电压 Vos 以及热电堆信号 VTH 均被运放电路放大。</span><br /> <br /> <span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">GS8331 的最大失调是 10uV，在静态时，片与片的 Vo 输出在 1.25 上下变化 5.11mV；GS8551 和 GS8591 的最大失调是 30uV，在静态时，片与片的 Vo 输出在 1.25V 上下变化 15.33mV。</span><br /> <br /> <span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">当运放</span>芯片焊接<span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">到电路板时，Vos 就已经固定了，假设焊接的 GS8551 的 Vos 等于 5uV，Vo 的静态输出固定等于 Vo=1.25V+5uV*511=1.252555V，在这把额温枪</span>测试<span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">人体温度时，Vo=1.252555V+VTH*511，额温枪出厂</span>校准<span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">时会把 1.25V+Vos*511 这个值</span>存储<span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">起来，并且每次测温的时候，输出值减掉这个存储值就等于 VTH*511，因此可以准确反应 VTH*511 这个所需要的信号，因此不一定需要 Vos 很小的高精度运放。</span><br /> <br /> <span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">当然，Vos 也不能选用太大，因为 Vos 太大会导致运放电路的输出</span>动态范围<span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">变小，影响额温枪的温度测试范围。</span><br />

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2020-03-18 仁杰

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2020-03-18 仁杰

<span style="font-size:16px;font-weight:700;color:#333333;font-family:微软雅黑;background-color:#FFFFFF;">集成电路的噪声</span><br /> <span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">集成电路的噪声干扰一般有两种：一种是辐射式，一种是传导式。这些噪声尖刺对于接在同一交流电网上的其他电子设备会产生较大影响。噪声频谱扩展至 100MHz 以上。在实验室中，可以用高频示波器(100MHz 以上)观察一般</span><span>单片机</span><span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">系统板上某个集成电路</span><span>电源</span><span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">与地引脚之间的波形，会看到噪声尖刺峰 - 峰值可达数百毫伏甚至伏级。</span>

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2020-03-18 仁杰

<span style="font-size:16px;font-weight:700;color:#333333;font-family:微软雅黑;background-color:#FFFFFF;">电阻器的噪声</span><br /> <span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">电阻的干扰来自于电阻中的电感、电容效应和电阻自身的热噪声。例如一个阻值为 R 的实芯电阻，可等效为电阻 R、寄生电容 C、寄生电感 L 的串并联。寄生电容为 0.1～0.5pF，寄生电感为 5～8nH。在频率高于 1MHz 时，这些寄生电感电容就不可无视了。</span><br /> <br /> <span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">电阻都产生热噪声，一个阻值为 R 的电阻(或 BJT 的体电阻、FET 的沟道电阻)未接入电路时，在频带 B 内所产生的热噪声电压式中：k 为玻尔兹曼常数;T 是温度(单位：K)。热噪声电压自身是一个非周期变化的时间函数，它的频率范围是很宽广。所以宽频带放大电路受噪声的影响比窄频带大。</span><br /> <br /> <span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">电阻产生接触噪声，接触噪声电压式中：I 为流过电阻的电流均方值;f 为频率;k 是与资料几何外形有关的常数。因为 Vc 在低频段起着重要的作用，所以它是低频传感器的主要噪声源。</span><br /> <br /> <br />

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2020-03-18 仁杰

<span style="font-size:16px;font-weight:700;color:#333333;font-family:微软雅黑;background-color:#FFFFFF;">晶体管的噪声</span><br /> <span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">晶体管的噪声主要有热噪声、散粒噪声、闪烁噪声。</span><br /> <span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">热噪声是由于载流子不规则的热运动通过 BJT 内 3 个区的体电阻及相应的引线电阻时而产生。其中 rbb 所产生的噪声是主要的。</span><br /> <span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">通常所说的 BJT 中的电流，只是一个平均值。实际上通过发射结注入到基区的载流子数目，在各个瞬时都不相同，因而</span><span>发射极</span><span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">电流或集电极电流都有无规则的波动，会产生散粒噪声。</span><br /> <span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">由于半导体材料及制造工艺水平使得晶体管表面清洁处理不好而引起的噪声称为闪烁噪声。它与半导体表面少数载流子的复合有关，表现为发射极电流的起伏，其电流噪声谱密度与</span><span>频率</span><span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">近似成反比，又称 1/f 噪声。它主要在低频(kHz 以下)范围起主要作用。</span><br /> <br /> <br />

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2020-03-18 仁杰

<span style="font-size:16px;font-weight:700;color:#333333;font-family:微软雅黑;background-color:#FFFFFF;">电路板上的电磁元件的干扰</span><br /> <span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">许多电路板上都有</span><span>继电器</span><span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">、线圈等电磁元件，在电流通过时其线圈的电感和外壳的分布电容向周围辐射能量，其能量会对周围的电路产生干扰。像</span><span>继电</span><span style="color:#333333;font-family:微软雅黑;font-size:16px;background-color:#FFFFFF;">器等元件其反复工作，通断电时会产生瞬间的反向高压，形成瞬时浪涌电流，这种瞬间的高压对电路将产生极大的冲击，从而严重干扰电路的正常工作。</span><br /> <br /> <br />

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