決定如何提高性能是一項標準設計挑戰，尤其是在涉及模擬傳感器和信號通道時。三種常用的方法包括：

使用更好的組件來降低漂移、容差、偏置電流或噪聲以及更高的帶寬和更多的驅動。

采用電路拓撲結構，如橋接或差分設計，消除部分或大部分錯誤，或控制一些導致錯誤的因素，如溫度。

校準傳感器或電路并使用結果來改進（通常是線性化）模擬方案中的信號或作為數據縮減期間的校正因子。

這些技術，尤其是前兩種技術，被已故的 Jim Williams 和 Bob Pease 在他們的設計和相關文章中廣泛采用。一個很好的例子，參見 Jim 1976 年的經典EDN文章“這個 30 ppm 的比例證明模擬設計還沒有死”；盡管它已經有將近 50 年的歷史，但它仍然有很多重要的經驗教訓（圖 1）。

圖 1 Jim Williams關于高精度、超穩定稱重秤的設計和誤差最小化的EDN文章的第一頁清楚地表明，它實現了 30 ppm 絕對精度 （0.02%） 的性能，并且無需在場地。

還有另一種提高性能的方法：添加某種主動消除電路來消除違規行為。當然，這并不是什么新鮮事，因為它多年來一直用于各種應用，例如降噪耳機或用于在敏感光學平臺中最小化振動的主動阻尼（圖 2）。

圖 2光學平臺的主動振動控制系統使用并聯或串聯的支撐彈簧和消除致動器來衰減由靜態隔離裝置消除的較大振動的殘余。資料來源：TMC/AMETEK Ultra Precision Technologies

近年來，用于提高性能的主動方法和相關電路的使用有所增加，現在涵蓋了以前由被動方法處理的情況。德州儀器 （TI） 最近的一篇博客“如何使用集成有源 EMI 濾波器降低 EMI 和縮小電源尺寸”展示了如何解決開關電源的噪聲問題。請注意，此任務已被簡化，因為此噪聲的關鍵屬性——它的頻率——是已知的。

當然，在許多情況下，噪聲和其他誤差源的屬性是未知的，但仍然值得嘗試使用有源方案進行衰減。這樣做聽起來可能是個好主意——而且確實可以——但動態補償和校正方案的實施很復雜，并且有許多微妙之處。與所有閉環情況一樣，某些反饋環類型和參數（例如時間常數）充其量只會導致微小的改進，甚至會導致性能下降。

再者，還有環路飽和等問題需要分析和處理，所以可以說解決方案不會爆。最后，添加傳感器和其他閉環組件會產生成本和空間影響，盡管這些影響可能不如使用復雜的機械減振方案嚴重。

我認為我們會看到更多這樣的先進方法，包括動態閉環補償，因為成本和功耗方面的成本和所需硬件的尺寸會下降，同時它們會顯著提高整體性能。盡管如此，如果不仔細分析它需要什么、可能產生什么以及可能出現什么問題，它就不是一種可以實施的方法。

我的一般感覺是，當面臨解決嚴重問題的挑戰時，這些基于傳感器的主動補償方案特別有效且可行。例如，聲學降噪耳機和系統就是這種情況，其目標不是完全消除外部噪音，這是無法做到的，也根本沒有必要這樣做，而只是將其衰減可能20 到 40 分貝。

相比之下，如果您使用閉環方案從非常非常好的性能變為真正出色的性能，那么擠出最后一滴可能會成為一個挑戰。改進方案也可能帶來許多不利因素，其中一些是您可以預料到的，有些是您可能無法預見的。換句話說，使用取消來達到 80% 或 90% 是一回事，而從 98% 到 99.99% 則更具挑戰性，并且容易出現意外驚喜，而且成本更高。