基准电压源及放大电路设计
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根据安培定律U=IR，可以获得所需基准电 压。但这种方法获得的基准电压的稳定性 取决于电源的稳定性
方案二：普通正向二极管
不依赖于电源电压的恒定基准电压，但其电压的稳 定性并不高，且温度系数是负的，约为-2mV/℃， 基准电压低。
基本电压源及放大电路设计
方案分析
方案三：齐纳二极管（稳压管）
电压低于5~6V的稳压管，齐纳击穿为主，稳压值的温度 系数为负 ；电压高于5~6V的稳压管，雪崩击穿为主，稳 压值的温度系数为正。但同一型号管子其击穿电压的离散 性很大，稳定性不够高。
2.了解放大电路的基本原理并设计一个放大电路 （倍程不限）
基本电压源及放大电路设计
2
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如何产生基准电压？
理想基准电压源不随负载、温度、 时间的变化而改变，可以考虑利用 二极管的导通压降固定这一特性； 或者利用MC1403芯片。
分析
如何设计放大电路
考虑到基准电压源的输出为直流 信号，可以考虑使用集成运放进 行放大。
优化后
在系统中加入电 容C=100uF，电 感L=100mL
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基本电压源及放大电路设计
优化后
输出信号中的交流 成分完全被抑制。
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优点：产生基准的目的是建立一个与电源和工艺无关，具有 确定温度特性的直流电压
基本电压源及放大电路设计
MC1403
基本电压源及放大电路设计
MC1403
根据虚短虚断，可知 即 所以当 时
基本电压源及放大电路设计
最佳方案
(2)再利用LM358AD对 。 2.5V电压进行同向放大， 放大两倍后就得到5.0V电 压。
(1)先用MC1403U基准 电压源产生2.5V稳压
基本电压源及放大电路设计
4
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仿真
基本电压源及放大电路设计
仿真——模块
基本电压源及放大电路设计
仿真——整体
基本电压源及放大电路设计
仿真——指标测试
序号 1 2 3 输入电压/V 2.500 4.500 10.000 输出电压/V 3.439 5.000 5.000 5.001 5.002 5.003 5.007
基本电压源及放大电路设计
Hale Waihona Puke Baidu
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方案
基本电压源及放大电路设计
1.电阻分压 2.普通正向二极管 3.齐纳二极管（稳压二极管） 4.温度补偿性齐纳二极管 5.带隙基准源（采用CMOS， TTL等技术实现）
基准电压
放大电路
集成运放 LM358
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基本电压源及放大电路设计
方案分析
方案一：电阻分压
优化方案：
加入电容通交阻直，以及电 感通直阻交的特性，对系统 进行优化。
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基本电压源及放大电路设计
系统优化
利用函数发生器，产 生频率f=50kHz， Vp=5V的噪声,则输入 信号如图所示。
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基本电压源及放大电路设计
优化前
可以看出，输出信号中 存在交流成分。
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21
基本电压源及放大电路设计
基本电压源 及放大电路设计
基本电压源及放大电路设计
小组成员：顾少燃、翟旭东 温振、
王谱豪、王佳伟 指导老师：杨新艳
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基本电压源及放大电路设计
1 2
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目标
分析
方案 仿真 优化
4 5
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基本电压源及放大电路设计
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目标
设计一个基准电压的产生和放大电路
1.采用基准电压源产生一个5v的稳定电压
方案四：温度补偿齐纳二极管
串联反接两个稳压二极管可以起到温度补偿的作用。 从而减小温度系数对稳压值的影响。 但是其基准电 压比较大、噪声系数大，不适合做基准电压源。
基本电压源及放大电路设计
方案分析
方案五：带隙基准源（采用CMOS，TTL等技术实现）
Bandgap voltage reference，常常有人简单地称它为 Bandgap。是利用一个与温度成正比的电压与二极管压降之 和，二者温度系数相互抵消，实现与温度无关的电压基准。 因为其基准电压与硅的带隙电压差不多，因而称为带隙基准。 实际上利用的不是带隙电压。现在有些Bandgap结构输出电 压与带隙电压也不一致。
4 20.000 结论：当输入电压在 4.5V~45V 5 内时，输出电压 30.000 稳定在5V 左右，误差极小， 6 40.000 整个系统符合设计要求。 7 80.000
基本电压源及放大电路设计
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优化
基本电压源及放大电路设计
系统优化
问题：
实际情况中，输入信号中必 然混有交流信号。这会对系 统的稳定性产生影响。
方案二：普通正向二极管
不依赖于电源电压的恒定基准电压，但其电压的稳 定性并不高，且温度系数是负的，约为-2mV/℃， 基准电压低。
基本电压源及放大电路设计
方案分析
方案三：齐纳二极管（稳压管）
电压低于5~6V的稳压管，齐纳击穿为主，稳压值的温度 系数为负 ；电压高于5~6V的稳压管，雪崩击穿为主，稳 压值的温度系数为正。但同一型号管子其击穿电压的离散 性很大，稳定性不够高。
2.了解放大电路的基本原理并设计一个放大电路 （倍程不限）
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如何产生基准电压？
理想基准电压源不随负载、温度、 时间的变化而改变，可以考虑利用 二极管的导通压降固定这一特性； 或者利用MC1403芯片。
分析
如何设计放大电路
考虑到基准电压源的输出为直流 信号，可以考虑使用集成运放进 行放大。
优化后
在系统中加入电 容C=100uF，电 感L=100mL
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优化后
输出信号中的交流 成分完全被抑制。
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优点：产生基准的目的是建立一个与电源和工艺无关，具有 确定温度特性的直流电压
基本电压源及放大电路设计
MC1403
基本电压源及放大电路设计
MC1403
根据虚短虚断，可知 即 所以当 时
基本电压源及放大电路设计
最佳方案
(2)再利用LM358AD对 。 2.5V电压进行同向放大， 放大两倍后就得到5.0V电 压。
(1)先用MC1403U基准 电压源产生2.5V稳压
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仿真
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仿真——模块
基本电压源及放大电路设计
仿真——整体
基本电压源及放大电路设计
仿真——指标测试
序号 1 2 3 输入电压/V 2.500 4.500 10.000 输出电压/V 3.439 5.000 5.000 5.001 5.002 5.003 5.007
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基本电压源及放大电路设计
1.电阻分压 2.普通正向二极管 3.齐纳二极管（稳压二极管） 4.温度补偿性齐纳二极管 5.带隙基准源（采用CMOS， TTL等技术实现）
基准电压
放大电路
集成运放 LM358
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基本电压源及放大电路设计
方案分析
方案一：电阻分压
优化方案：
加入电容通交阻直，以及电 感通直阻交的特性，对系统 进行优化。
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基本电压源及放大电路设计
系统优化
利用函数发生器，产 生频率f=50kHz， Vp=5V的噪声,则输入 信号如图所示。
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基本电压源及放大电路设计
优化前
可以看出，输出信号中 存在交流成分。
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基本电压源 及放大电路设计
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小组成员：顾少燃、翟旭东 温振、
王谱豪、王佳伟 指导老师：杨新艳
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目标
分析
方案 仿真 优化
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目标
设计一个基准电压的产生和放大电路
1.采用基准电压源产生一个5v的稳定电压
方案四：温度补偿齐纳二极管
串联反接两个稳压二极管可以起到温度补偿的作用。 从而减小温度系数对稳压值的影响。 但是其基准电 压比较大、噪声系数大，不适合做基准电压源。
基本电压源及放大电路设计
方案分析
方案五：带隙基准源（采用CMOS，TTL等技术实现）
Bandgap voltage reference，常常有人简单地称它为 Bandgap。是利用一个与温度成正比的电压与二极管压降之 和，二者温度系数相互抵消，实现与温度无关的电压基准。 因为其基准电压与硅的带隙电压差不多，因而称为带隙基准。 实际上利用的不是带隙电压。现在有些Bandgap结构输出电 压与带隙电压也不一致。
4 20.000 结论：当输入电压在 4.5V~45V 5 内时，输出电压 30.000 稳定在5V 左右，误差极小， 6 40.000 整个系统符合设计要求。 7 80.000
基本电压源及放大电路设计
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优化
基本电压源及放大电路设计
系统优化
问题：
实际情况中，输入信号中必 然混有交流信号。这会对系 统的稳定性产生影响。