基准电压源选择技巧
电压基准的特性及选用解析
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电压基准的特性及选用摘要从实际应用角度,介绍了电压基准的种类及特点,主要技术参数,选用电压基准的方法和注意事项。
关键词齐纳基准带隙基准XFET基准初始精度温度系数一、电压基准及其应用领域电压基准可提供一个精度远比电压稳压器高的多的精确输出电压,作为某个电路系统中的参考比较电压,因而称其为基准。
电压基准在某些方面与电压稳压器类似,但二者的用途绝然不同。
电压稳压器除了向负载输出一个稳定电压外还要供给功率。
电压基准的主要用途是为系统或负载提供一个精确的参考电压,而其输出电流通常在几至几十个毫安。
电压基准的用途十分广泛,典型的应用常见于数据采集系统,用于为模数变换器或数模变换器提供一个基准参考电压。
另外,它还可用于各类开关或线性电压变换电路、仪器仪表电路和电池充电器中。
二、电压基准的主要参数1.初始精度(Initial Accuracy初始精度用于衡量一个电压基准输出电压的精确度或容限,即电压基准工作时其输出电压偏离其正常值的大小。
通常,初始精度采用百分数表示,它并非是一个电压单位,故需换算才能获得电压偏离值的大小。
例如,一个标称电压为2.5V的基准, 初始精度为±%,则其电压精度范围为:5.2~5.21x±±%.25.2V475V525.0025.2在厂商的数据手册中,初始电压精度通常是在不加载或在特定的负载电流条件下测量的。
对于电压基准而言,初始精度是一个最为重要的性能指标之一。
2.温度系数(Temperature Coefficient温度系数(简称TC用于衡量一个电压基准,其输出电压因受环境温度变化而偏离正常值的改变程度,它也是基准电压最重要的性能指标之一,通常用ppm/C表示(ppm 是英文part per million的缩写,1ppm表示百万分之一。
例如,一个基准标称电压为10V,温度系数为10ppm/C ,则环境温度每变化1C ,其输出电压改变10VX10X10- 6=100叮。
3.7、基准参考电压
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3.7基准参考电压源的选择大多数数字电路、混合信号和模拟电路需要使用电压基准源,因此了解基准源的工作原理、参数和选择方法,对於系统设计是一个很重要的。
本节比较了齐纳二极管、隐埋齐纳二极管和带隙电压基准三种电压基准源的优点和缺点,列出了使用时潜在的问题,介绍了它们的应用范围。
讨论了在设计系统时,选择电压基准源需要考虑的问题。
3.7.1基准源的类型基准源主要有齐纳二极管、隐埋齐纳二极管和带隙电压基准三种,它们都可以设计成两端并联式电路或者三端串联式电路。
齐纳二极管是工作在反向偏置的二极管,需要一个串联的限流电阻。
在要求高精度和低功耗的情况下,齐纳二极管通常是不适合的。
例如,BZX84C2V7LT1齐纳二极管的标称输出电压Vout是2.5V,有±8%的公差,各个器件之间的输出电压会在2.3V到2.7V的范围内变化。
理想的电压基准源应该是内阻为零,不论电流是流进去还是流出来,都应当保持输出电压恒定。
内阻为零的基准源是不存在的,然而内阻只有毫欧数量级的基准源是可以做得到的。
齐纳二极管的内阻较大,电流为5mA时内阻为100Ω,1mA时600Ω。
齐纳二极管在电压箝位电路中很有用,它们的箝位电压范围宽,从2V至200V,功率可以从几毫瓦到几瓦。
表1比较了这三种电压基准源的优点、缺点,列出了使用时潜在的问题。
表3.7.1. 三种电压基准源的比较注1:带隙半导体、直接带隙和间接带隙ZnO是一种直接带隙半导体材料,为什么说它是直接带隙的?直接带隙会导致它有什么样的特点?直接带隙半导体材料就是导带最小值(导带底)和满带最大值在k空间中同一位置。
电子要跃迁到导带上产生导电的电子和空穴(形成半满能带)只需要吸收能量。
间接带隙半导体材料导带最小值(导带底)和满带最大值在k空间中不同位置。
形成半满能带不只需要吸收能量,还要改变动量。
间接带隙半导体材料导带最小值(导带底)和满带最大值在k空间中不同位置。
电子在k状态时的动量是(h/2pi)k,k不同,动量就不同,从一个状态到另一个必须改变动量。
如何为ADC选择最合适的基准电压源放大器(最全)word资料
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如何为ADC选择最合适的基准电压源放大器(最全)word资料主题: 驱动精密ADC:如何为您的ADC选择最合适的基准电压源和放大器?精彩问答:[问:callhxw]如何评定一颗ADC非线性?丢码?[答:Jing]you can use ADC"s INL and DNL parameter to evaluate the non-linearity and you can also use ENOB parameter to check code loss. Thanks!Generally ENOB releated with ADC"s SNR[2020-2-28 10:32:08][问:吉星]在差分输入时,不考虑直流,使用差分放大器和变压器哪个更好.[答:Mariah]Transformer is better for the better noise and distortion performance, especially in very high frequencies.[2020-2-28 10:32:14][问:Jane Yang]请问应如何处理板级噪声对于高精度AD的影响?特别是输入部分的噪声?[答:Jing]This is a good question and it"s very difficult to answer. Generally, You should consider all the input noise derived from sensor/AMP/BUFFER. You can also use a LPF to reduce the input noise. Remember the BGP of AMP should be 100x of ADC"s throughput. Thanks![2020-2-28 10:34:30][问:石林艳]AD变换的参考基准源很重要,对模拟供电电源和数字供电电源的要求也很高吗[答:Rui]模拟供电电源,和数字供电电源相对基准源来说,精度要求相对较低,一般情况下用10uF的电容和0.1uF滤波即可。
选择电压基准需要考虑哪些参数
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选择电压基准需要考虑哪些参数在模拟和混合信号电路中,以电压基准为标准测量其他信号。
电压基准的不准确及其变化会直接影响整个系统的准确度。
我们来看一下,选择电压基准时,准确度规格和其他标准是如何起作用的。
初始精度指的是,在给定温度(通常是25°C)时测得的输出电压的变化幅度。
尽管各个电压基准的初始输出电压可能有所不同,但是如果给定基准的初始输出电压是恒定的,就很容易校准。
温度漂移也许是评估电压基准性能时使用最为广泛的性能规格,因为温度漂移显示输出电压随温度的变化。
温度漂移由电路组件的瑕疵和非线性引起。
很多器件的温度漂移都以ppm/°C 为单位规定,是主要的误差源。
器件的温度漂移如果是一致的,就可以进行一定程度的校准。
关于温度漂移有一种常见的错误认识,那就是:它是线性的。
但是,不应该想当然地认为基准的漂移量在较小的温度范围内就会较小。
温度系数(TC)通常是用一种“箱形法”来规定,以表达整个工作温度范围内可能出现的误差情况。
它是通过划分整个温度范围内的最小-最大电压差,并除以总温度范围来计算的(图1)。
这些最小和最大电压值可能并不出现在极端温度下,因而形成了TC 远远大于针对整个规定温度范围计算之平均值的区域。
对于最谨慎调谐的基准(这通常可通过其非常低的温度漂移予以识别)而言尤其如此,在此类基准中,已经对线性漂移分量进行了补偿,留下的是一个残余非线性TC。
图1:电压基准温度特性温度漂移性能规格的最佳用途是,计算所规定温度范围内的最大总体误差。
在未规定温度范围的情况下计算误差,一般是不可取的,除非非常了解温度漂移特性。
长期稳定性衡量基准电压随时间推移的变化趋势,不受其他变量影响。
初始漂移大部分是由机械应力变化引起的,是由引线框架、芯片和模具所用化合物的膨胀率不同导致的。
这种应力效应往往产生很大的初始漂移,但漂移随时间推移很快减小。
初始漂移也和电路元。
电压基准源
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CMOS基准源
是什么?如何构造?应用?优缺点?
01.为了解决三极管出现的问题, 提出的仅使用MOS管构建的电压基 准源。 理论基础:用MOS管的迁移率和阈值电压存在的温度特性进行 正负温度补偿。 T B μ n (T ) μ n (T0 )( ) MOS管迁移率的温度特性可描述为: T0 MOS管阈值电压的温度特性可描述为:Vthn (T ) Vthn (T0 ) BV (T T 0 ) 其中 B μ n, B Vthn 分别是迁移率和阈值电压的温度指数。
具体的应用电路
图1、电压相加形四位R-2RT型电阻网络DAC
图2、并行比较型ADC
02
电压基准源如何构造
1、齐纳击穿 2、带隙温度补偿 3、其他
齐纳管式电压基准源
是什么?如何构造?应用?优缺点?
01. 利用pn结反向击穿的稳压特性 制作的稳压管
图3、理想情况下二极管的伏安特性曲线
齐纳管式电压基准源
图9、能隙基准源典型电路3
假设n 9。 ln 9 2.197, 则k 10.5。
能隙温度补偿基准源
是什么?如何构造?应用?优缺点?
04.优缺点
优点:1、温度系数低 2、原理相对简单 3、工作电压较低 缺点:1、使用了BJT,与主流CMOS工艺不兼容。 (失调问题) 2、器件面积较大。 3、对电流增益β的要求较高。 4、VBE 线性化模型不够精确。
03. 应用电路
限流电阻的选取:
Vref Iref
(Vin(max) Vref ) 50mA I LOAD (min)
RS
(Vin(min) Vref ) 100uA I LOAD (max)
图5、MAX6330器件典型应用
如何选择电压基准
![如何选择电压基准](https://img.taocdn.com/s3/m/b6c3537bb7360b4c2e3f649e.png)
谨慎 调 谐的基 准 (这 通常 可通 过其 非 常低 的温度 漂 比,长期 漂移 往往 发生得 较慢 ,并 随时 间 推移 而减
移于 以识 别 )而言 尤其 如此 ,在 此类 基 准 中 ,已经 对 小 。因此 ,长 期漂 移常 常 以 “漂 移 /、/丽 ”为单位 规 线 性 漂移 分量进 行 _『补偿 ,留下 的是一 个残 余 非线 定 。温度 较高 时 .电压基 准往 往老 化更快 、
准时 ,准确 度规 格 和其他 标准 是如何 起作 用 的 。
仞 始 精度 指 的是 ,在 给定 温度 (通 常 是 25 oc)
时 洲得 的输 出电压 的变化 幅度 。尽 管各 个 电压基 准
的_ 幸JJ始 输 电压可 能有所 不 同 ,但 是 如果给 定 基准
的l辛』J始输 m 电压 是 恒定 的 ,就很 容 易校 准 。
温 度 漂移也 许 是评估 电压 基准 性能 时使 用最 为 广 泛 的性能 规格 , 为温 度 漂移显 示输 出 电压 随温
图 1 电压 基 准 温 度 特 性
度 的 化 温度 漂移 由电路组 件 的瑕疵 和非 线性 引 性 TC。
起 很 多器件 的温度 漂 移都 以 ppm/%为单 位 规定 ,
的性 能规 格包 括 :
保 证适合 这 种变 化幅 度 ,这常 常迫 使 电路 消耗 比标
温度 漂移 性能 规格 的最佳 用途 是 ,计算 所 规定
是 丰 的误 差 源 .、器件 的温度 漂移 如果 是一 致 的 ,就 温度 范 内的最大 总体 误差 。在 未规 定温 度范 围 的
可以进 行一 定 程度 的校 准 。
情 况 下计 算误 差 ,一 般是 不 可取 的 ,除非 非 常 了解 温
电压基准的特性及选用解析
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电压基准的特性及选用摘要从实际应用角度,介绍了电压基准的种类及特点,主要技术参数,选用电压基准的方法和注意事项。
关键词齐纳基准带隙基准 XFET基准初始精度温度系数一、电压基准及其应用领域电压基准可提供一个精度远比电压稳压器高的多的精确输出电压,作为某个电路系统中的参考比较电压,因而称其为基准。
电压基准在某些方面与电压稳压器类似,但二者的用途绝然不同。
电压稳压器除了向负载输出一个稳定电压外还要供给功率。
电压基准的主要用途是为系统或负载提供一个精确的参考电压,而其输出电流通常在几至几十个毫安。
电压基准的用途十分广泛,典型的应用常见于数据采集系统,用于为模数变换器或数模变换器提供一个基准参考电压。
另外,它还可用于各类开关或线性电压变换电路、仪器仪表电路和电池充电器中。
二、电压基准的主要参数1. 初始精度(Initial Accuracy初始精度用于衡量一个电压基准输出电压的精确度或容限,即电压基准工作时,其输出电压偏离其正常值的大小。
通常,初始精度采用百分数表示,它并非是一个电压单位,故需换算才能获得电压偏离值的大小。
例如,一个标称电压为2.5V的基准,初始精度为±1%,则其电压精度范围为:5.2~5.2=1×±=±%.25.2V475V525.0025.2在厂商的数据手册中,初始电压精度通常是在不加载或在特定的负载电流条件下测量的。
对于电压基准而言,初始精度是一个最为重要的性能指标之一。
2. 温度系数(Temperature Coefficient温度系数(简称TC用于衡量一个电压基准,其输出电压因受环境温度变化而偏离正常值的改变程度,它也是基准电压最重要的性能指标之一,通常用ppm/℃表示(ppm是英文part per million的缩写,1ppm表示百万分之一。
例如,一个基准标称电压为10V,温度系数为10ppm/℃,则环境温度每变化1℃,其输出电压改变10V×10×10-6=100μV。
模拟集成电路的基准电压源
![模拟集成电路的基准电压源](https://img.taocdn.com/s3/m/d4e90e69ae45b307e87101f69e3143323968f59b.png)
模拟集成电路的基准电压源模拟集成电路是现代电子技术中不可或缺的一部分,而基准电压源则是模拟集成电路中的重要组成部分。
基准电压源是指在一定条件下提供稳定、可靠且精确的电压输出的电路或器件。
它在模拟集成电路中起到了至关重要的作用,可以提供准确的参考电压,用于校准和补偿其他电路的偏差,从而提高整个模拟集成电路的性能和可靠性。
基准电压源的设计需要考虑多个因素,包括温度稳定性、供电电压变化对输出电压的影响、噪声等。
在模拟集成电路中,为了保证基准电压源的稳定性和精度,通常会采用多种技术和电路来实现。
下面将介绍几种常见的基准电压源设计方法。
首先是电压分压型基准电压源。
这种电路通过将参考电压分压得到所需的输出电压。
它可以使用稳定的电阻分压比例来实现,也可以使用二极管的温度特性来实现。
这种方法简单易用,但对供电电压变化和温度变化较为敏感,需要在设计中进行适当补偿和校准。
其次是电流源型基准电压源。
这种电路将电流源的稳定性转化为输出电压的稳定性。
电流源型基准电压源通常采用差分放大电路和反馈电路来实现,可以提供较高的稳定性和精度。
同时,它对供电电压的变化和温度的变化也具有较好的抵抗能力。
但它的设计和调整较为复杂,需要精确的参数匹配和校准。
另外还有基于参考电压源的基准电压源。
这种电路通过使用稳定的参考电压源和放大电路来实现输出电压的稳定。
参考电压源可以使用稳压二极管、参考电压芯片等来提供,而放大电路可以使用运算放大器等来实现。
这种方法的优点是稳定性和精度较高,但对供电电压变化和温度变化仍然具有一定的敏感性。
除了以上几种方法外,还有一些特殊的基准电压源设计,如基于温度补偿的基准电压源、基于电压比较的基准电压源等。
这些方法在特定的应用中可以提供更高的稳定性和精度。
基准电压源在模拟集成电路中起到了至关重要的作用。
它可以提供稳定、可靠且精确的电压输出,用于校准和补偿其他电路的偏差。
不同的基准电压源设计方法有各自的优缺点,需要根据具体的应用需求进行选择和优化。
合适的电压基准怎么选?
![合适的电压基准怎么选?](https://img.taocdn.com/s3/m/dce54e8b33d4b14e852468c3.png)
合适的电压基准怎么选?您需要一个电压基准,但您不确定如何选择最适合您应用的基准。
那么您来对地方了!在这篇博文中,我将讨论一些关键的电压基准参数,并基于您的应用帮您权衡这些参数,以寻找到刚好适合您应用的Goldilocks电压基准。
首先,考虑您的应用是否需要一个并联电压基准或一个串联电压基准。
您不必立即选定一个拓扑结构,但它有助于了解每一应用的最佳用例。
若您不熟悉并联电压基准和串联电压基准之间的差异,就此话题我写了一篇博文了解参考电压:并联VS串联。
哪种拓扑结构更适合您?及白皮书并联与串联:如何选择一个电压基准拓扑结构,因此您可查阅了解。
第二,定义应用程序的系统边界。
寻找一个电压基准时,了解物理环境、环境温度的变化及任何系统校准是否会发生都是重要的考虑因素。
我已在下方列出几个关键参数,附带一些相应计算公式和问题。
在每一部分末尾,我列出了典型设备及常用设备的应用。
初始精度相关问题:我所需的电压基准到底多精确?我需要进行系统校准吗?描述:初始精度是实际的参考电压将如何接近室温下所列电压的规范。
初始精度典型被定义为目标电压的百分比。
例如,使用+/- 1%初始精度的2.5V基准将会具有2.475V和2.525V (+/-2.5mV)之间的初始室温电压。
请记住,若您正执行系统校准,则此初始精度规范可能并非一个高优先级。
示例:LM4132串联电压基准:0.05%的精度。
LM4030并联电压基准:0.05%的精度。
应用:LM4030由于其高初始精度广泛应用于工厂自动化和测试/测量应用。
温度系数相关问题:系统将经历高/低温吗?。
如何选用合适的电压基准源
![如何选用合适的电压基准源](https://img.taocdn.com/s3/m/cd212dcf58f5f61fb73666d1.png)
第 二项 中的 V 具 有正 的温度 系数 , 室温时大 约 在 为 + .8 / 0Omv ℃。通 过 设 定 合 适 的 工 作 点 , 论 理 上 可 以使 两 项 之 和 在 某 一 温 度 下 达 到零 温 度 系
数 , 而得 到具有 较好温 度特性 的基准 电压 。 从
2
墨 路; 誊 篥溅 遒 ;
第9 第 期 2 1 卷
制 , 以在制 造过 程 中基 准 电压 源 的绝 对 值 和温 所
V L = Bl IX I VE + R/ 3 V ×n or V E+ I R = B ( lR )× T I r I n
度 系数 等参 数 的 分散 性 较 大 。因此 , 必 须设 计 还
V 具有负的 温度系 数 , 嘲 室温 时大 约为 一2 V ℃ ; m/
数 进行 调整 。 更好 的性 能 , 型情况 下 , 典 隐埋齐 纳二极 管基准 源
初始 精度 为 ( .1— . ) , 0 0 0 1 % 温度 系数 为 ( —1 ) 1 0
p ℃ , 声低 于 1 / p—P 0 1H 一1 H ) p 噪 0V x ( . z 0 z,
纳 二极 管 电压 基 准 源 、 隙 电压 基 准 源 和 X E 带 FT
电压基 准源 。
适 合 于低功 耗应 用 的场 合 。
齐 纳基 准源 的另 一 个 问 题 是 它 的输 出阻 抗 。 上例中 B X 44 3T Z 8 C V L 1器 件 的 内部 阻抗 当 电流 为 5 A时为 9 1 , m 02 电流 为 l mA时 为 6 0 l 0 f。非 零 阻抗将 导致 基准 电压 随负载 电流 的变化 而发 生变
一
其 中 n为三极 管 V 与 V。 发射 区面积 比。
相电压的基准值
![相电压的基准值](https://img.taocdn.com/s3/m/5b6bfa3477c66137ee06eff9aef8941ea76e4b82.png)
相电压的基准值
相电压的基准值是指在三相交流电路中,某一相电压的大小和相位角作为参考基准。
在三相交流电网中,一般采用星形连接方式,其中有一相电压被选为基准电压,称为基准相电压(也称为基准线电压)。
在三相交流电路中,每相电压的大小和相位角都相等,即三相电压是平衡的。
因此,选取其中一相电压作为基准值,可以方便地表示其他相电压的大小和相位角。
基准相电压的选取一般遵循以下原则:
1. 基准相电压的大小应该符合系统设计和使用的要求,常用的基准相电压有220V、380V等;
2. 基准相电压的相位角通常选取为0°,可以方便计算其他相电压的相位角。
基准相电压的选择对于电力系统的设计、运行和维护都有一定的影响,因此在实际工程应用中需要根据具体情况进行选择。
电压基准源的合理选择
![电压基准源的合理选择](https://img.taocdn.com/s3/m/c4f1a207eff9aef8941e06c2.png)
于这种应用 3:PI+L* ( , !L!%TDT) 3:PI$L* ( !!%TDT)
!
电压基准源的主要指标 电压基准源的指标很多, 重要指标包括: ( 初始精度; +) ( 输出电压温度漂移; $) ( 电流拉出和灌进能力; !) 静态电流; ( #) ( 长期稳定性; L) ( 输出电压温度迟滞; I) ( 噪声; S) ( 价格; ") ( 输出电压温度迟滞现象( 是另一个不 Q) ?=U<)
8 9: 8
总第 !" 卷 第 #$# 期
电测与仪表
%&’(!" )&(#$# :;0( $**+
$**+ 年 第 # 期
,’ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ./01.2’ 3-2450-6-7/ 8 974/056-7/2/1&7
图$
带隙电压基准源
低功耗产品。对于 +I 位分辨率的数字系统, 其一个 如果 :BK 是 +I 位, 满量程输入 @<R 值为 + N ILL!I, 图+ 组成电压监控的基本组成部分 它能分辨 +@<R 的输入, 约为 SI(!!% 。 对 是 * 到 L%, 和 3:PI!L* ( 是比较好的选择, 他们的噪声 !!%TDT) 都小于 +I 位系统的 +@<R 。另一个可选的方案是用 过采样, 再取平均值, 但是这个方法的缺点是占用 更多的处理器能力, 使系统总费用增加。 选择正确的并联电阻 ! " 时应考虑以下因素: ( 输入电压范围( ; +) # 9)) ( 稳定电压( ; $) # <=>)?) ( 输出电流范围( ; !) $@A:B) 最小并联工作电流( ( 工作电流总是设 ( #) $<=>)?) 计为最大 $@A:BC$<=>)?) 。 图 + 中, 可根据下式选择 ! ":
串联型或并联型电压基准的选择
![串联型或并联型电压基准的选择](https://img.taocdn.com/s3/m/f4604323bcd126fff7050bf5.png)
/串联型或并联型电压基准的选择摘要:本文介绍了不同类型电压基准芯片的选择,提供了选择串联型和并联型电压基准时需要考虑的几项指标。
串联型电压基准串联型电压基准具有三个端子:V IN、V OUT和GND,类似于线性稳压器,但其输出电流较低、具有非常高的精度。
串联型电压基准从结构上看与负载串联(图1),可以当作一个位于V IN和V OUT 端之间的压控电阻。
通过调整其内部电阻,使V IN值与内部电阻的压降之差(等于V OUT端的基准电压)保持稳定。
因为电流是产生压降所必需的,因此器件需汲取少量的静态电流以确保空载时的稳压。
串联型电压基准具有以下特点:• 电源电压(V CC)必须足够高,保证在内部电阻上产生足够的压降,但电压过高时会损坏器件。
• 器件及其封装必须能够耗散串联调整管的功率。
• 空载时,唯一的功耗是电压基准的静态电流。
• 相对于并联型电压基准,串联型电压基准通常具有更好的初始误差和温度系数。
图1. 三端串联型电压基准框图串联型基准设计串联型电压基准的设计相当简便,只需确保输入电压和功耗在IC规定的最大值以内:P_SER = (V SUP - V REF)IL + (V SUP x I Q)/对于串联型电压基准,最大功耗出现在最高输入电压、负载最重的情况下:WC_P_SER = (V MAX - V REF)IL MAX + (V MAX x I Q)其中:P_SER = 串联型基准的功耗V SUP = 电源电压V REF = 基准电压输出IL = 负载电流I Q = 电压基准的静态电流WC_P_SER = 最大功耗V MAX = 最大电源电压IL MAX = 最大负载电流并联型电压基准并联型电压基准有两个端子:OUT和GND。
它在原理上和稳压二极管很相似,但具有更好的稳压特性,类似于稳压二极管,它需要外部电阻并且和与负载并联工作(图2)。
并联型电压基准可以当作一个连接在OUT和GND之间的压控电流源,通过调整内部电流,使电源电压与电阻R1的压降之差(等于OUT端的基准电压)保持稳定。
如何选择基准电压源?
![如何选择基准电压源?](https://img.taocdn.com/s3/m/c3b70f82e43a580216fc700abb68a98271feacff.png)
如何选择基准电压源?虽然每种模拟IC类型都有必需优化的特定参数,但这里将探讨基准源——可产生稳定、精确直流电压的器件,该器件打算了、和其他的精度。
基准电压源旨在产生精确的电压,因此输出电压的数值和精度明显很重要。
此外,应考虑特定器件的参数,比如温度漂移、长久稳定性、输出、裕量和噪声。
目前产品的输出电压范围有限,几乎全部产品都在+0.5 V和+10 V范围内。
就我所知,目前市场上没有三引脚负基准电压源[iv],但可搭配双引脚(分流)基准电压源和正/负电源用法。
除了输出固定电压的基准电压源,某些基准电压源还允许通过一个或两个外部对输出编程。
固然,这些基准电压源的精度和稳定性受电阻的精度和稳定性以及基准电压源自身的内部精度影响。
那么,我们希翼有怎样的精度和稳定性呢? AD588最大初始误差额定值为0.01%(1/10,000,或约为13位),最大温度系数为1.5 ppm/°C。
在–40°C至+100°C工业温度范围内,这会导致210 ppm的变幻量,或者说12位时的1 LSB。
因此,假如不采纳温度补偿,那么在温度范围内我们能够保证的最佳未校准肯定精度约为12位[v]。
假如我们以昂贵的高精度电压为标准举行校准(机架式设备,非IC),然后将输入IC的温度范围限制在室温的±20°C左右,那么我们大概能获得大约16位的温度补偿肯定精度。
然而,假如温度在较大范围内变动,热机械迟滞会将基准电压源的可重复性限制在14位左右,而无论它们是否校准得很好,也无论是否举行了温度补偿。
无数基准电压源数据手册会给出长久漂移——通常约为25 ppm/1000小时。
这一误差与时光的平方根成比例关系,即25 ppm/1000小时≈75 ppm/年。
实际比例似乎(不一定)比这更好一点,由于老化速率通常在经过前几千小时之后会有所降低。
因此,得到一个约14位的图。
基准电压源输出架构的两种基本类型是串联和分流。
浅谈参考基准源的选择
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浅谈参考基准源的选择
高精度AD外围电路的设计,为了保证其精度,首先应该保证基准源的设计。
在千千万万中基准源芯片中的选择中确实不易。
选型涉及的基本概念
并联型基准源和串联基准源的区别:(以下摘自百度文库)
串联型基准源类似于线性稳压器,但其输出电流较低、具有非常高的精度。
并联型基准源原理上和稳压二极管很相似,但具有更好的稳压特性。
如果需要高于0.1%的初始精度和25ppm的温度系数,一般应该选择串联型电压基准。
如果要求获得最低的工作电流,则选择并联型电压基准。
此外,看datasheet要关注的指标如ppm, accuracy,输出电压,工作温度等。
从单纯追求精度来说,本人曾经纠结于REF1004, REF5025,REF3325.
简单的筛选如下,
REF1004是并联型基准源,首先把它剔除,然后看REF3325,和REF5025,单纯从指标上看两者差不多,然后看它们的datasheet时间,REF3325是2006,REF5025是2007,之后在TI的论坛上搜帖子,发现TI的工程师推荐REF5025,最后选择REF5025.
备注:哪位网友有更好的方法请指教。
想找一种测试基准源噪声的方法,有没有网友知道请赐教。
基准电压源设计及选用介绍
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基准电压源设计及选用介绍通常我们选用稳压二极管作为基准电压源,这是最简单、也是最传统的方法,按照所需电压值选一个对应型号的稳压管当然可以,但选得是否合适、是否最佳,却大有讲究。
最基本的电压基准源电路如环境温度变化时稳压管的击穿特性还会产生漂移。
6V 以下的稳压管具有负温度系数、温度升高时稳压值减小。
击穿电压越低则负温度系数越大,例如3V 稳压管的温度系数约为-1.5mV/℃;6V 以上为正温度系数、温度升高时稳压值增大,击穿电压越高的温度系数越大,例如30V 稳压管的温度系数约为33mV/℃;而6V 左右稳压管的温度系数最小、且在正负之间变化。
因而在允许情况下应尽可能选用击穿特性较硬、温度系数最小的6V 稳压管。
这类稳压管的另一个缺点是同一型号管子其击穿电压的离散性很大,例如2CW1 为7~8.5V、2CW5 为11.5~14V,要想挑出合适电压值的管子是非常困难的。
但如果对稳压值要求不高、电路又比较简单的场合,选用普通稳压管还是合适的。
如需要很低的基准电压,要求不高、而又不希望增加成本时,也可利用二极管的正向特性做为约0.7V 的稳压管使用。
笔者曾用另一类常用的电压基准是采用半导体集成工艺生产的基准二极管和精密电压基准。
基准二极管是一个双端单片式器件,其电特性和使用方法等同于稳压二极管,由于设计时已经考虑了动态电阻和温度系数问题,因而其性能(尤其是低电压器件)要比普通稳压管优越得多。
例如LM103 基准二极管,击穿电压分档:1.8、2.0、2.2、2.4、2.7、3.0、3.3、3.6、3.9、4.3、4.7、5.1、5.6V;动态电阻典型值:15Ω/0.13mA、5Ω/3mA、比稳压二极管低约10 倍,因而。
选择最佳的电压基准源
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选择最佳的电压基准源最新内容产品Maxim Maxim > 设计支持 > 应用笔记准]下载,图1.选择合适的并联电阻所有的并联结构基准都需要一个与其串联的限流电阻。
可以按照下式选择电阻:(V IN(max)-V SHUNT(min)) / (I SHUNT(max)+ I LOAD(min)) < R S < (V IN(min) -V其中:V IN是输入电压V SHUNT是调节后的电压I LOAD是输出电流I SHUNT是最小并联工作电流。
注意,无论是否加有负载,并联电路消耗的电流都是I LOAD(max) + I SHUNT。
选择合适的R S,相同的并联基准源可以用于10Vin或100Vin。
为R S的最大标称阻值对应于最小的电流消耗。
注意,要保证一个满足电阻误差容限最差时的安全余量。
利用下式,可确保电阻有足够的额定功率:P R = I IN(V IN(max) - V SHUNT)= I2IN R S= (V IN(max) - V SHUNT)2/R S带隙基准源和串联模式拓扑并联基准源和串联基准源的最大不同是三端串联模式电压基准不需要外部电阻,并且静态功耗要小得多。
最常见的是带隙基准源。
带隙基准带隙基准源提供两个电压:一个具有正温度系数、另一个具有负温度系数。
两者配合使输出温度系数为零。
正温度系数是由于运行在不同电流水平上两个Vbe的差异产生的;负温度系数来自于Vbe在实际应用中,两个温度系数之和并不精确为零。
这依赖于很多设计细节,如IC电路设计、封装和制造测试等,这些器件通常可以实现每摄氏度100ppm的Vout温度系数。
图2. 带隙电压基准源采用并联还是串联结构一般由应用和希望达到的性能决定。
表1是并联结构的齐纳基准与串联结构的带隙基准的对照表。
表1. 电压基准对照表What Zener - Shunt Topology Buried Zener - Shunt T opology Band-Gap - Series Topol ogyPro'sWide/high Vin capableBest for non-power critical applicationsdue to higher Iquiescent (1-10mA)>1% FS initial Accy.Wide/high Vin capableBest for non-power critical applicationsdue to higher Iquiescent (1-10mA)0.01% to 0.1% FS Initial AccyTypically lower VinrangeLow Quiescentcurrent(uA to ~1mA)No ext resistorLower Iquiescent0.05% to 1% FSinitial AccyLow dropout voltagesCon's Current is always usedRequires external resistorLower precisionCan only sink currentHigh dropout voltageHigher Iquiescent than bandgapsLimited Vin rangePass element lossesGotcha's Long-Term stability Not all Series devices sink currentNot all Series devices sink current系统设计问题和基准源的选择功耗如果设计中等精确度的系统,比如一个高效率、±5%电源或者是需要很小功率的8位数据采样系统,可以使用MAX6025或MAX6192这类器件。
便宜的电压基准
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便宜的电压基准介绍在电子设备制造和测试过程中,电压基准起到了至关重要的作用。
它们用于校准和比较不同设备和电路的电压输出,确保它们的准确性和一致性。
然而,高质量的电压基准通常价格昂贵,这对于一些预算有限的项目来说可能是个问题。
本文将探讨如何寻找便宜的电压基准,并介绍一些经济实惠的选择。
便宜的电压基准的重要性电压基准在各种领域中都有广泛的应用,包括科学研究、医疗设备、通信系统和工业自动化等。
一个准确的电压基准可以确保设备和电路的稳定性和可靠性。
然而,高质量的电压基准通常价格昂贵,这对于预算有限的项目来说可能是个挑战。
选择便宜的电压基准的因素选择便宜的电压基准时,有几个因素需要考虑:1. 准确度便宜的电压基准通常准确度较低。
在选择时,需要权衡准确度和成本之间的关系,确保所选的电压基准可以满足项目的需求。
2. 稳定性稳定性是另一个重要的考虑因素。
便宜的电压基准可能在长时间使用过程中出现漂移或波动。
因此,在选择时需要注意其稳定性,以确保其持续的准确性。
3. 可调性有些项目可能需要可调的电压基准,以便根据需要进行微调。
这对于一些特定的测试和实验非常重要。
因此,选择一个具有可调性的便宜电压基准也是一个考虑因素。
经济实惠的选择虽然高质量的电压基准价格昂贵,但仍然有一些经济实惠的选择可供考虑。
以下是几个可以作为便宜电压基准的选项:1. Zener二极管Zener二极管是一种常用的便宜电压基准。
它们具有稳定的电压输出,并且价格相对较低。
然而,它们的准确度可能不如其他高质量的电压基准。
2. 可编程电压基准芯片可编程电压基准芯片是一种经济实惠的选择。
它们具有可调性,可以根据需要进行微调。
然而,它们的准确度可能不如高端的电压基准。
3. 基于Arduino的DIY电压基准对于一些预算有限的项目,可以考虑使用基于Arduino的DIY电压基准。
这种方法需要一些编程和电路设计的知识,但成本相对较低,并且可以根据需要进行调整和改进。
简述选用基准电源的基本要素和技巧
![简述选用基准电源的基本要素和技巧](https://img.taocdn.com/s3/m/7c20d33a1fd9ad51f01dc281e53a580216fc5023.png)
简述选用基准电源的基本技巧一、选择基准电压源的基本要素1.并联和串联基准,该如何选择?并联型基准电源,如图1图1并联基准电压源,其功能类似于二极管电压调节器,当设备通过最小电流时,设备上的压降保持不变。
其使用固定压降来调节负载,并将不需要的电流从负载传输到地面。
外部电阻器用于确定总电流电源,其压降为输入电源与基准电压二者的电压差。
最大电流负荷决定输入电压和外部电阻大小决定。
随着负荷的变化,并联基准将吸收掉多余的电流。
外部电阻最大最小值计算方式如上图1、2于负基准电压源,连接方式如图 2 所示。
图2串联型基准电源串联基准不需要任何外部电阻,器件上会通过负载所需的电流,同时加上一个小的静态电流。
然而,正是因为输入电压直接加在器件上,而不是通过串联电阻,所以对于串联基准,有一个参数即最大额定输入电压需要考虑。
图 3 即为一个典型的串联基准电路。
串联基准不需要外部电阻,设备通过负载传导所需的电流和小的静态电流。
然而,正是因为输入电压直接施加到器件而不是串联电阻器,所以有一个参数必须被视为参考,即最大额定输入电压。
图3显示了一个典型的串联基准电路。
图3对于串联基准,需要输入电压至少等于输出电压,并增加一定的余量。
输入和输出之间的附加电压称为电压差,通常随着负载电流的增加而增加。
串联基准可以包括激活功能,该激活功能可以在不需要输出电压时通过外部信号激活或停用设备,从而节省功耗。
为电路选择参考电压时,请考虑以下典型应用•并联基准应用场合:宽范围输入电压或存在大的输入电压瞬变。
负向或浮地基准电压。
•串联基准应用场合:负载电流变化,电源电流和负载电流同时减小。
需要对基准源进行休眠或关断的场合。
2、可利用并联型基准电源实现超低压差压差是指在给定负载状态下VIN和VOUT之间的最小电压差。
您是否经历过这样的情况:需要一个参考电压,该电压必须能够承受大范围的输入电压,同时保持低电压差分操作?例如,许多具有小电压差的串联参考电压源不能支持超过12V的输入电压。
便宜的电压基准
![便宜的电压基准](https://img.taocdn.com/s3/m/7e740c48f342336c1eb91a37f111f18583d00cc6.png)
便宜的电压基准便宜的电压基准可以说是电子设备中至关重要的一部分。
它为电子器件提供了一个稳定的参考电压,确保它们能够正常工作。
在现代科技推动下,电子设备的需求不断增长,而制造一台质量可靠且性能稳定的电压基准是降低成本的重要一环。
在选择便宜的电压基准时,我们需要考虑以下几个因素:稳定性:电压基准的稳定性是衡量其性能的重要指标。
稳定的电压基准能够提供一个准确的电压参考,确保电子器件能够按照设计要求工作。
因此,在选购电压基准时,我们应该关注其稳定性参数,并考虑它在不同温度和负载条件下的表现。
成本:作为便宜电压基准的关键,在选择时我们不能忽视成本因素。
然而,我们也不能牺牲质量和性能来追求低价。
在市场上有许多价格较低的电压基准可供选择,但我们需要密切关注其质量和可靠性,并选择性能与价格之间的最佳平衡点。
适用范围:不同的电子设备可能对电压基准有不同的要求。
有些设备可能需要高精度和高频率的电压基准,而另一些设备可能只需要相对较低的精度。
因此,在选择电压基准时,我们应该根据设备的需求来确定最适合的型号。
品牌信誉:选择一个有良好品牌信誉的制造商也是一个明智的选择。
品牌制造商通常在其产品中投入更多的精力和资源来确保产品的质量和可靠性。
一个可靠的品牌还会提供良好的售后服务,为用户提供技术支持和保修。
总结起来,虽然我们追求便宜的电压基准,但我们也不能牺牲质量和性能。
在选择时,我们应该注意稳定性、成本、适用范围和品牌信誉这几个因素。
通过合理的选择,我们可以在满足要求的同时降低成本,为电子设备的正常运行提供可靠的电压基准。
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基准电压源选择技巧
基准电压源电路
有许多方法可以设计基准电压源IC,而每种方法都有特定的优点和缺点。
基于齐纳二极管的基准电压源
深埋齐纳型基准电压源是一种相对简单的设计。
齐纳(或雪崩)二极管具有可预测的反向电压,该电压具有相当好的
温度稳定性和非常好的时间稳定性。
如果保持在较小温度范围内,这些二极管通常具有非常低的噪声和非常好的时间稳定性,因此其适用于基准电压变化小的应用。
与其他类型的基准电压源电路相比,这种稳定性可归
因于少元件数量和小芯片面积,而且齐纳元件的构造很精巧。
然而,初始电压和温度漂移的变化相对较大,这很常见。
可以增加电路来补偿这些缺陷,或者提供一系列输出电压。
分流和串联基准电压源均使用齐纳二极管。
带隙基准电压源
齐纳二极管虽然可用于制作高性能基准电压源,但缺
乏灵活性。
具体而言,它需要7V以上的电源电压,而且提供
的输出电压相对较少。
相比之下,带隙基准电压源可以产生各种各样的输出电压,电源裕量非常小(通常小于100mV)。
带隙
基准电压源可设计用来提供非常精确的初始输出电压和很低的温度漂移,无需的耗时在应用中校准。
带隙操作基于双极结型晶体管的基本特性。
图1所示为一个基本带隙基准电压源。
可以看出,一对不匹配的双极结型晶体管的VBE具有与温度成正比的差异。
这种差异可用来产生一个电流,其随温度线性上升。
当通过电阻和晶体管驱动该电流时,如果其大小合适,晶体管的基极-发射极电压随温度的变化会抵消电阻两端的电压变化。
虽然这种抵消不是完全线性的,但可以通过附加电路进行补偿,使温度漂移非常低。
图1:设计带隙电路提供理论上为零的温度系数
基本带隙基准电压源背后的数学原理很有意思,因为它将已知温度系数与独特的电阻率相结合,产生理论上温度漂
移为零的基准电压。
图1显示了两个晶体管,经调整后,Q10的发射极面积为Q11的10倍,而Q12和Q13的集电极电流保持相等。
这就在两个晶体管的基极之间产生一个已知电压:其中,k为玻尔兹曼常数,单位为J/K(1.38×10-23),T为开氏温度(273+T(°C));q为电子电荷,单位为库仑
(1.6x10-19)。
在25°C时,kT/q的值为25.7mV,正温度系数为86μV/°C。
?VBE为此电压乘以ln(10)或2.3,25°C时电压约为60mV,温度系数为0.2mV/°C。
将此电压施加到基极之间连接的50k电阻,产生一个与温度成比例的电流。
该电流偏置二极管Q14,25°C时其电压为575mV,温度系数为-2.2mV/°C。
电阻用于产生具有正温度系数的压降,其施加到Q14二极管电压上,从而产生大约1.235V的基准电压电位,理论上温度系数为0mV/°C。
这些压降如图1所示。
电路的平衡提供偏置电流和输出驱动。
分数带隙基准电压源
这种基准电压源基于双极晶体管的温度特性设计,但输出电压可以低至只有数mV。
它适用于超低电压电路,特别是阈值必须小于常规带隙电压(约1.2V)的比较器应用。
图2所示为LM10的核心电路,同正常带隙基准电压源相似,其中结合了与温度成正比和成反比的元件,以获得恒定的200mV基准电压。
分数带隙基准电压源通常使用?VBE 产生一个与温度成正比的电流,使用VBE产生一个与温度成反比的电流。
二者以适当的比例在一个电阻元件中合并,以产生不随温度变化的电压。
电阻大小可以更改,从而改变基准电压而不影响温度特性。
这与传统带隙电路的不同之处在于,分数带隙电路合并电流,而传统电路倾向于合并电压,通常是发射极、基极电压和具有相反温度漂移(TC)的I?R。
像LM10电路这样的分数带隙基准电压源在某些情况下同样是基于减法。
某些器件具有微功率、低电压400mV基准和放大器的串联基准。
因此,可以通过改变放大器的增益来改变基准电压,并提供一个缓冲输出。
使用这种简单电路可以产生低于电源电压0.4V至几毫伏的任何输出电压。
图3:支持与低至400mV的阈值进行比较
有些器件其将400mV基准电压源与比较器相结合,是集成度更高的解决方案,可用作电压监控器或窗口比较器。
400mV基准电压源可以监控小输入信号,从而降低监控电路的复杂性(图3);它还能监控采用非常低电源电压工作的电路元件。
如果阈值较大,可以添加一个简单的电阻分压器(图4)。
这些产品均采用小尺寸封装(SOT23),功耗很低(低于10μA),支持宽电源范围(1.4V至18V)。
图4:通过输入电压分压来设置较高阈值
选择基准电压源
了解所有这些选项之后,如何为应用选择恰当的基准电压源呢?以下是一些用来缩小选择范围的窍门:
● 电源电压非常高?选择分流基准电压源。
● 电源电压或负载电流的变化范围很大?选择串联基准电压源。
● 需要高功效比?选择串联基准电压源。
● 确定实际温度范围。
温度范围包括0°C至70°C、-40°C至85°C和-40°C至125°C。
● 精度要求应切合实际。
了解应用所需的精度非常重要。
这有助于确定关键规格。
考虑到这一要求,将温度漂移乘以指定温度范围,加
上初始精度误差、热迟滞和预期产品寿命期间的长期漂移,再减去任何将在出厂时校准或定期重新校准的项,便得到总体精度。
对于要求最苛刻的应用,还可以加上噪声、电压调整率和负载调整率误差。
例如:
一个基准电压源的初始精度误差为0.1%(1000ppm),-40°C至85°C范围内的温度漂移为25ppm/°C,热迟滞为
200ppm,峰峰值噪声为2ppm,时间漂移为50ppm/√kHr。
那么在电路建成时总不确定性将超过4300ppm。
在电路通电后的前1000小时,这种不确定性增加
50ppm。
初始精度可以校准,从而将误差降低至
3300ppm+50ppm?√(t/1000小时)。
● 实际功率范围是什么?最大预期电源电压是多少?是否存在基准电压源IC必须承受的故障情况,例如电池电源切断或热插拔感应电源尖峰等?这可能会显著减少可选择的基准电压源数量。
● 基准电压源的功耗可能是多少?基准电压源往往分为几类:
大于1mA,~500μA,<300μA,<50μA,<10μA,<1μA。
● 负载电流有多大?负载是否会消耗大量电流或产生基准电压源必须吸收的电流?很多基准电压源只能为负载提供很小电流,很少基准电压源能够吸收大量电流。
负载调整率规格可以有效说明这个问题。
● 安装空间有多少?基准电压源的封装多种多样,包括金属帽壳、塑料封(DIP、SOIC、SOT)和非常小的封装,例如采用2mmx2mm DFN的产品。
人们普遍认为,较大封装的基准电压源因机械应力引起的误差要小于较小封装的基准电压源。
虽然确有某些基准电压源在使用较大封装时性能更好,但有证据表明,性能差异与封装大小没有直接关系。
更有可能的是,由于采用较小封装的产品使用的芯片较小,所以必须对性能进行某种取舍以适应芯片上的电路。
通常,封装的安装方法对性能的影响比实际封装还要大,密切注意安装方法和位置可以最大限度地提高性能。
此外,当PCB弯曲时,占位面积较小的器件相比占位面积较大的器件,应力可能更小。