負(fù)電阻負(fù)載消除器允許電壓基準(zhǔn)驅(qū)動重負(fù)載

本應(yīng)用筆記討論了如何在不犧牲溫度漂移、初始精度和無法在內(nèi)部驅(qū)動足夠電流的噪聲的情況下構(gòu)建高輸出驅(qū)動電壓基準(zhǔn)。

使用參考驅(qū)動負(fù)載的任務(wù)需要注意。確定電源電壓和輸出電壓后，要考慮的參數(shù)包括輸出電壓溫度系數(shù)、初始精度、漂移、噪聲、線路和負(fù)載調(diào)整率、封裝尺寸和類型、功耗、各種容性負(fù)載下的穩(wěn)定性以及所需的拉電流和灌電流能力。

一個常見的問題是需要源出或吸收比基準(zhǔn)電壓源所能提供的更多的電流。精密單位增益緩沖放大器為能夠承受其額外漂移、噪聲和增益不準(zhǔn)確的應(yīng)用提供了適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案。然而，一個嚴(yán)重的缺點是緩沖器在驅(qū)動容性負(fù)載時可能不穩(wěn)定，例如A/D或D/A轉(zhuǎn)換器的旁路基準(zhǔn)輸入。試圖通過在運算放大器輸出和容性負(fù)載之間引入隔離電阻來保證緩沖器的穩(wěn)定性，會進(jìn)一步降低基準(zhǔn)電壓源電路的精度。

另一種選擇是取消負(fù)載，即使其看起來像一個大的阻力。如果負(fù)載電阻看起來很大，則剩余負(fù)載由可能與負(fù)載電阻并聯(lián)的任何電容組成?？梢酝ㄟ^將負(fù)電阻與負(fù)載的正電阻并聯(lián)來消除負(fù)載。如果這些正負(fù)電阻的大小可以相等，則有效負(fù)載電阻變得無窮大。與緩沖放大器不同，圖1中的負(fù)電阻電路增加的輸出誤差可以忽略不計。

圖1.該電路在V之間呈現(xiàn)負(fù)電阻在和地面。

來自V的輸入電阻在接地為負(fù)數(shù)，計算方法如下：

將圖1中的電路添加到能夠驅(qū)動±15mA（圖2）的超穩(wěn)定基準(zhǔn)的輸出端，使基準(zhǔn)電壓源能夠驅(qū)動±50mA或更高。對于完美匹配的元件，基準(zhǔn)電壓源將提供可忽略不計的直流電流。當(dāng)負(fù)電阻電路中采用1%電阻時，所需的最差情況輸出電流為±2mA。負(fù)載消除通過降低基準(zhǔn)輸出電阻引起的誤差來提高輸出精度。它還可以最大限度地減少自發(fā)熱引起的任何漂移，特別是當(dāng)輸出電流較大且輸出電壓與基準(zhǔn)-電源電壓之間的差值也很大時。此外，該電路在任何容性負(fù)載下都是無條件穩(wěn)定的。

圖2.將圖1電路與基準(zhǔn)電壓源（本例中為47Ω）的負(fù)載并聯(lián)，可抵消基準(zhǔn)電壓源的大部分阻性負(fù)載。

審核編輯：郭婷