电压基准源的选择问题解析
电压基准的特性及选用解析
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
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。
高精度电压基准测试的问题及对策
精度 电压基准测试 问题 介绍
( 1 )源 的稳定性和精度 ;
电压基 准测试介 绍 电压 基准 一般 包 括输 入端 、输 出端 、地 ( 2 )外 围滤波 电路 的施加 ; ( 3 )测试通路 的连接 。
3 . 2 解 决
出相应 的影响基 准电压测试 的因素 ,并通过 实 际搭接 电路进 行测试 比对,在系统测试精度和 稳 定性满 足要 求的情况下,可 以根据系统 的实 际连接 ,采取更小的系统通道误差 、接触 误差 的通路进 行测 试,从而防止 由于通路连接 误差 造成对器件 的误判。
力 电子 ・ P o we r E l e c t r o n i c s
高精度 电压基准测试 的问题及对 策
文/ 罗友哲 齐增亮 李鹏飞 雷云飞
对 于精度 高 要求 系统 精度 和稳 定性 好 的情况 接 决定 。测 试 通 路 非 理 想 通 路 , 存在通路 电阻, 下 ,就要求 我们 辨别这些问题究竟是器件本 身 由于测 试连接方式不 同,导致该 电阻带来 的误 的误差 ,还 是仪器 的带来的误差。 当排除仪器 差 成为高精度测 试中的主要误差 。在测试 系统 件本身误差 问题后 ,我 们如何去除非器件 问题 中输 出端的 负载连 接和 测量 源分 别通 过 d 、e 带来 的误差影 响呢?下面针对非器件 因素做 以 分析 ,并给 出解决 。
继 电器 或 者 负 载 直 接 在 适 配 器 上 连 接 ,测 量 源
通过 e继 电器连接 到系统,开尔文连接可 以避 免在测试 小的信 号时通 路电阻带来的误差。
3影响因素分析及解决
键 词】电压基 准 高精度 验证
在 实 际应 用 中,为避 免 负载和 测量 源 的 共用通路 ,带来的误差 ,可选择将负载继 电器 通 过对 测试 的 了解 ,需要 的系 统 资源 主 断开,而将负载直接连载适配器上 ,测量源 继 要包括输入 、负载源,输 出测量源这三大部分 , 在不考虑射 频干 扰、热 电动势带来 的误差 下, 电器开,实现开尔文连接 ,减少通路 无误差。 影响测试结果 的非器件 原因主要就是测试系统 每 一个 测试系统的连接都采用测试座 与系 统连 的输入 、负载源 的稳定性及精度 以及测试系统 接 ,如果测试座本身采用 的是开尔 文连接 ,那 通路 带来 的误差 。 3 . 1影响 因素分析
如何为您的ADC选择最合适的基准电压源和放大器
【转载】如何为您的ADC选择最合适的基准电压源和放大器2007年11月02日星期五20:10如何为您的ADC选择最合适的基准电压源和放大器主题: 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?在线问答:[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 [2006-2-28 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. [2006-2-28 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! [2006-2-28 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
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
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
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
几种电压基准源的比较分析
几种电压基准源的比较分析罗先才无锡华润矽科微电子有限公司摘要:电压基准根据参考源的不同可分为对正电源基准源、对负电源基准源、对地基准源和浮动基准源四种;根据电压的不同可分为1V低电源基准、1.25V基准、2.5V基准、高压基准和任意电压基准;根据使用的核心补偿器件不同又可分为传统带隙基准、耗尽增强型基准、齐纳二极管基准等几种结构。
在电路设计过程中,如何根据工艺条件和电路需要自由地选择合适的基准源电路,是电路得以快速设计成功的基石。
本文通过分析比较各种结构的实现原理、优缺点以及改进措施,使这一选择变得更加的清晰和简明。
关键词:带隙基准,齐纳二极管,耗尽型MOS场效应管,低电源带隙基准,浮动基准1引言在模拟或数模混合集成电路设计领域中,高性能电压基准源设计是关键技术之一,电压基准源为电路提供高精度基准电压或由其转化为高精度电流,为电路提供稳定而又精确的偏置。
由于工艺离散性的存在,如何选择合适的基准源结构,降低温度漂移,提高电路精度、保证批量制造IC时带隙基准电压源精度的一致性,是进一步改进基准电压源设计的重要课题。
因此需要在工艺条件有限的情况下,更多地从电路设计结构选择上着手,并在所选结构上加以改进以设计出满足要求的基准源电路。
2传统带隙基准2.1经典带隙结构及其改进传统带隙基准源是用一个正温漂得UT 和一个负温漂的UBE求和得到的一个零温漂的参考电压。
其基本原理如下左图所示,三极管发射结压降UBE在室温下的温度系数为-2.2mv/.C,而热电压UT(k.T/q)的温度系数为0.085mV/.C,如图中,将这两个参数求和得:UREF =KUT+UBE在室温条件下上式对温度T求微分,并使这一微分结果为零,即可解出K得理论设计值,最后使得输出电压UREF理论上在室温附件基本零温漂。
其图中的PNP通常是Nwell工艺中的寄生P+/NW/Psub三极管,设计出来的基准通常是相对GND的稳定电压。
在Pwell工艺中寄生三极管则是N+/PW/Nsub,下面的示意图正好上下颠倒过来即可,这样设计出来的基准也正好是相对电源的稳定电压。
电压基准的特性及选用解析
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。
浅谈参考基准源的选择
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。
如何选用合适的电压基准源
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。
电压基准及时间基准解析
01 电压基准及时间基准所有模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)都需要一个基准信号,通常为电压基准。
ADC的数字输出表示模拟输入相对于它的基准的比率;DAC的数字输入表示模拟输出相对它的基准的比率。
有些转换器有内部基准,有一些转换器需要外部基准。
不管怎样所有转换器都必须有一个电压(或电流)基准。
数据转换器的最早应用是用于缓慢变化信号的直流测量。
在这种情况下,测量的精确定时并不重要。
当今大多数数据转换器是应用在数据采集系统,在这种系统中必须处理大量等间隔的模拟采样值,而且频谱信息与幅度信息同样重要,这里涉及到的采样频率或时间基准(采样时钟或重建时钟)与电压基准一样重要。
电压基准问:一个电压基准怎样才算好?答:电压基准与系统有关。
在要求绝对测量的应用场合,其准确度受使用基准值的准确度的限制。
但是在许多系统中稳定性和重复性比绝对精度更重要;而在有些数据采集系统中电压基准的长期准确度几乎完全不重要,但是如果从有噪声的系统电源中派生基准就会引起误差。
单片隐埋齐纳基准(如AD588和AD688)在10 V时具有1 mV初始准确度(001 %或100 ppm),温度系数为1 5 ppm/°C。
这种基准用于未调整的12位系统中有足够的准确度(1 LSB=244 ppm) ,但还不能用于14或16位系统。
如果初始误差调整到零,在限定的温度范围内可用于14位和16位系统(AD588或AD688限定40℃温度变化范围,1 LSB=61 ppm)。
对于要求更高的绝对精度,基准的温度需要用一个恒温箱来稳定,并对照标准校准。
在许多系统中,12位绝对精度是不需要这样做的,只有高于12位分辨率才可能需要。
对于准确度较低(价格也会降低)的应用,可以使用带隙基准。
问:这里提到的“隐埋齐纳”和“带隙”基准是什么意思?答:这是两种最常见的用于集成电路中的精密基准。
“隐埋”或表层下齐纳管比较稳定和精确。
它是由一个具有反向击穿电压修正值的二极管组成,这个二极管埋在集成电路芯片的表层下面,再用保护扩散层覆盖以免在表面下击穿,见图11。
选择最佳的电压基准源
选择最佳的电压基准源摘要:电压基准源简单、稳定的基准电压,作为电路设计的一个关键因素,电压基准源的选择需要考虑多方面的问题并作出折衷。
本文讨论了不同类型的电压基准源以及它们的关键特性和设计中需要考虑的问题,如精确度、受温度的影响程度、电流驱动能力、功率消耗、稳定性、噪声和成本。
几乎在所有先进的电子产品中都可以找到电压基准源,它们可能是独立的、也可能集成在具有更多功能的器件中。
例如:•在数据转换器中,基准源提供了一个绝对电压,与输入电压进行比较以确定适当的数字输出。
•在电压调节器中,基准源提供了一个已知的电压值,用它与输出作比较,得到一个用于调节输出电压的反馈。
•在电压检测器中,基准源被当作一个设置触发点的门限。
要求什么样的指标取决于具体应用,本文讨论不同类型的电压基准源、它们的关键指标和设计过程中要综合考虑的问题。
为设计人员提供了选择最佳电压基准源的信息。
理想情况理想的电压基准源应该具有完美的初始精度,并且在负载电流、温度和时间变化时电压保持稳定不变。
实际应用中,设计人员必须在初始电压精度、电压温漂、迟滞以及供出/吸入电流的能力、静态电流(即功率消耗)、长期稳定性、噪声和成本等指标中进行权衡与折衷。
基准源的类型两种常见的基准源是齐纳和带隙基准源。
齐纳基准源通常采用两端并联拓扑;带隙基准源通常采用三端串连拓扑。
齐纳二极管和并联拓扑齐纳二极管优化工作在反偏击穿区域,因为击穿电压相对比较稳定,可以通过一定的反向电流驱动产生稳定的基准源。
齐纳基准源的最大好处是可以得到很宽的电压范围,2V到200V。
它们还具有很宽范围的功率,从几个毫瓦到几瓦。
齐纳二极管的主要缺点是精确度达不到高精度应用的要求,而且,很难胜任低功耗应用的要求。
例如:BZX84C2V7LT1,它的击穿电压,即标称基准电压是2.5V,在2.3V至2.7V之间变化,即精确度为±8%,这只适合低精度应用。
齐纳基准源的另一个问题是它的输出阻抗。
如何选择基准电压源?
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。
便宜的电压基准
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。
电压基准源的合理选择
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 ! ":
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。
高精度电压基准源的设计及分析的开题报告
高精度电压基准源的设计及分析的开题报告一、选题意义高精度电压基准源广泛应用于电子测量、通信、医疗等领域中的精密测试和仪器设备校准等方面。
在这些应用领域中,要求电压基准源具有高准确度、高稳定性、低噪声等特点。
因此,设计和制造一种高精度电压基准源具有极大的实用和理论意义。
二、研究内容本课题将针对高精度电压基准源的设计和分析开展深入研究。
研究内容包括以下方面:1.高精度基准电压源的参考电路设计:参考电路是基准电压源的重要组成部分,直接影响基准源的准确度和稳定性。
本课题将分析常用的参考电路,如电压分压电路、温度补偿电路等,并设计适合高精度基准电压源的参考电路。
2.高精度基准电压源的功率放大电路的设计:功率放大电路是基准源输出的重要组成部分,直接影响基准源输出电压的准确度和稳定性。
本课题将分析常用的功率放大电路,如OP放大器电路、CMOS电压源电路等,并设计适合高精度基准电压源的功率放大电路。
3.高精度基准电压源的参数测量和分析:对设计的高精度基准电压源进行参数测试和分析,包括精度、稳定性、温度漂移等指标的测试和分析,不断优化设计方案,提高基准源的性能指标。
三、主要研究方法本课题采用以下研究方法:1.理论分析法:对高精度基准电压源的参考电路和功率放大电路进行理论分析和计算,找出影响电压源准确度和稳定性的因素。
2.仿真分析法:利用电路仿真软件对设计的高精度基准电压源进行仿真分析,验证电路设计的正确性和较好的性能指标。
3.实验测试法:对基准电压源进行参数测量和分析,并记录数据,进行数据处理和分析,验证设计的高精度基准电压源的性能指标。
四、预期成果通过以上研究方法,本课题预期达到以下成果:1.设计一种高精度基准电压源的电路方案,并对电路进行仿真和优化。
2.实现一种高精度基准电压源的实验样机,能够满足一定的性能要求。
3.对实验样机进行参数测量和分析,得到实验数据,并进一步优化设计,提高性能指标。
4.撰写一篇关于高精度基准电压源设计和分析的论文或学位论文,对该领域的研究具有一定的学术价值和实用价值。
便宜的电压基准
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。
基准电压源设计及选用介绍
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
电压基准源的选择问题
摘要:实现了一种全集成可变带宽中频宽带低通滤波器,讨论分析了跨导放大器-电容(OTA—C)连续时间型滤波器的结构、设计和具体实现,使用外部可编程电路对所设计滤波器带宽进行控制,并利用ADS软件进行电路设计和仿真验证。
仿真结果表明,该滤波器带宽的可调范围为1~26 MHz,阻带抑制率大于35 dB,带内波纹小于0.5 dB,采用1.8 V电源,TSMC 0.18μm CMOS工艺库仿真,功耗小于21 mW,频响曲线接近理想状态。
关键词:Butte
摘要:电压基准源简单、稳定的基准电压,作为电路设计的一个关键因素,电压基准源的选择需要考虑多方面的问题并作出折衷。
本文讨论了不同类型的电压基准源以及它们的关键特性和设计中需要考虑的问题,如精确度、受温度的影响程度、电流驱动能力、功率消耗、稳定性、噪声和成本。
几乎在所有先进的电子产品中都可以找到电压基准源,它们可能是独立的、也可能集成在具有更多功能的器件中。
例如:
∙在数据转换器中,基准源提供了一个绝对电压,与输入电压进行比较以确定适当的数字输出。
∙在电压调节器中,基准源提供了一个已知的电压值,用它与输出作比较,得到一个用于调节输出电压的反馈。
∙在电压检测器中,基准源被当作一个设置触发点的门限。
要求什么样的指标取决于具体应用,本文讨论不同类型的电压基准源、它们的关键指标和设计过程中要综合考虑的问题。
为设计人员提供了选择最佳电压基准源的信息。
理想情况
理想的电压基准源应该具有完美的初始精度,并且在负载电流、温度和时间变化时电压保持稳定不变。
实际应用中,设计人员必须在初始电压精度、电压温漂、迟滞以及供出/吸入电流的能力、静态电流(即功率消耗)、长期稳定性、噪声和成本等指标中进行权衡与折衷。
基准源的类型
两种常见的基准源是齐纳和带隙基准源。
齐纳基准源通常采用两端并联拓扑;带隙基准源通常采用三端串连拓扑。
齐纳二极管和并联拓扑
齐纳二极管优化工作在反偏击穿区域,因为击穿电压相对比较稳定,可以通过一定的反向电流驱动产生稳定的基准源。
齐纳基准源的最大好处是可以得到很宽的电压范围,2V到200V。
它们还具有很宽范围的功率,从几个毫瓦到几瓦。
齐纳二极管的主要缺点是精确度达不到高精度应用的要求,而且,很难胜任低功耗应用的要求。
例如:BZX84C2V7LT1,它的击穿电压,即标称基准电压是2.5V,在2.3V至2.7V之间变化,即精确度为±8%,这只适合低精度应用。
齐纳基准源的另一个问题是它的输出阻抗。
上例中器件的内部阻抗为5mA时100Ω和1mA时600Ω。
非零阻抗将导致基准电压随负载电流的变化而发生变化。
选择低输出阻抗的齐纳基准源将减小这一效应。
埋入型齐纳二极管是一种比常规齐纳二极管更稳定的特殊齐纳二极管,这是因为采用了植入硅表面以下的结构。
作为另一种选择,可以用有源电路仿真齐纳二极管。
这种电路可以显著改善传统齐纳器件的缺点。
MAX6330就是一个这样的电路。
负载电流在100µA至50mA 范围变化时,具有1.5% (最大)的初始精度。
此类IC的典型应用如图1所示。
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:
(VIN(max)-VSHUNT(min)) / (ISHUNT(max)+ ILOAD(min)) < RS < (VIN(min) -VSHUNT(max)) / (ISHUNT(min) + ILOAD(max))
其中:
VIN是输入电压
VSHUNT是调节后的电压
ILOAD是输出电流
ISHUNT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ILOAD(max) + ISHUNT。
选择合适的RS,相同的并联基准源可以用于10Vin或100Vin。
为RS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:
PR = IIN(VIN(max) - VSHUNT)
= I2INRS
= (VIN(max) - VSHUNT)2/RS
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电压本身的负值温度系数(见图2)。
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5至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
热门词条
np9MAX3100EEE+TMAX4814EECBina116fangleihd6412363vf33CS4525-
CNZCD4069UBCNbdp950at24c1024bw-sh25-b。