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26 Elektronik 24 2025 Mess-Prüftechnik Minimierung von Störund Temperatureinflüssen Während der Aufnahme von Linearitätsdaten werden die Ergebnisse bei niedrigen Frequenzen von externem abgestrahltem Rauschen unter 1 MHz beeinflusst Dieses Rauschen kommt primär durch die enge Anordnung der zum Testen benutzten Platinen zur Stromversorgung und weiteren nahestehenden Instrumente Um dieses Rauschen zu mindern wurde die gesamte Hardware in ein EMIdichtes elektromagnetische Interferenz EMI Gehäuse verpackt das die zu testende Hardware effektiv vor extern abgestrahltem Rauschen abschirmte Das verwendete Gehäuse zeigt Bild 2 Änderungen der Umgebungstemperatur können die Messungen ebenfalls beeinflussen Die Stabilität der Spannungsreferenz kann beeinflusst werden wenn sie nicht bei konstanter Umgebungstemperatur betrieben wird Der LTZ1000 löst dieses Problem Die Spannungsreferenz enthält einen internen Widerstand und mit Einsatz externer Komponenten und einer Rückkoppelschleife regelt er die Temperatur des Chips Die interne Temperatur der Komponente bleibt konstant und stellt damit sicher dass Veränderungen der externen Umgebungstemperatur keine Auswirkungen auf die Stabilität des Spannungsausgangs haben Aktive Komponenten einschließlich der Stromversorgungen können Änderungen in den Ausgangsspannungen der Versorgungen verursachen und damit die Ausgangsspannung des D A-Wandlers beeinflussen Dieser Einfluss der Variation der Stromversorgung ist in den DCPSRR-Spezifikationen des D A-Wandlers abgebildet Die für die Referenzen benutzten Operationsverstärker und Ausgangs-Buffer zeigen ebenfalls eine Temperaturabhängigkeit Für Anwendungen mit sehr hoher Genauigkeit muss besonderes Augenmerk auf der Auswahl der Widerstände liegen Es ist wichtig Widerstände mit einem kleinen Temperaturkoeffizienten auszuwählen idealerweise mit rund 0 01 % und – wenn möglich – das System bei einer konstanten Temperatur zu betreiben um Widerstandsänderungen zu minimieren Änderungen der externen Temperatur des Spannungsreferenz-ICs resultieren wegen der Drift aufgrund des Temperaturkoeffizienten in Schwankungen der Ausgangsspannung Die Auswirkungen dieser Schwankungen auf die integrale Nichtlinearität INL ist in Bild 3 illustriert Die Messkurve der INL wurde mit der Spannungsreferenz ADR445 bei Raumtemperatur und ohne das EMIdichte Gehäuse aufgenommen Das für den Test verwendete Board enthielt Widerstände mit einem typischen Temperaturkoeffizienten von 3 ppm K Die erkennbaren Sprünge in der INL können Temperaturänderungen im Raum zugeschrieben werden wie z Bder Anzahl anwesender Menschen im Raum und der Taktung der Klimaanlage Die Messungen wurden über einen Zeitraum von etwa 24 Stunden durchgeführt Um die Temperaturänderungen während des Tests zu minimieren gibt es verschiedene Möglichkeiten wie der Einsatz eines Temperiergerätes das während der Dauer des gesamten Tests eine sehr stabile Temperatur erzeugen kann Um dies einfach zu halten wurde dasselbe EMIdichte Gehäuse das zum Abschirmen der Boards gegenüber externem abgestrahltem Rauschen verwendet wurde genutzt um eine relativ stabile Temperatur während des Testens beizubehalten Die Verlustleistung der Platinen wurde mit unter 0 5 Wberechnet was in einem Temperaturbereich von +25 bis +30 °Cinnerhalb des EMIdichten Gehäuses während der gesamten Dauer des Tests resultierte Programmierung der beiden DACs für 21-Bit-Auflösung Hat man alle Elemente identifiziert die die Ausgangsspannung der Signalkette eines D A-Wandlers beeinflussen können ist es der nächste Schritt die beiden D A-Wandler so zu programmieren dass man effektiv einen 21-Bit-D A-Wandler realisiert Aus digitaler Perspektive wenn man mit einem vorgegebenen 21-Bit-Code umgeht muss der D A-Wandler-Code in zwei Hälften aufgeteilt werden Ist der originale Code Bild 2 Das für den Test verwendete EMIdichte Gehäuse Bild 3 Eine INL-Messkurve unter Einsatz einer Spannungsreferenz AD445 Bild 4 Messkurve einer 21-Bit-INL Bild 5 Messkurve einer 21-Bit-DNL