新手硬件工程師需要掌握的幾種基準電壓源電路

Part 01

前言

相較于電流源，我們平時用電壓源用得更多一點，有些人會問了，電壓源我知道，什么是基準電壓源呢？基準電壓源就是用作基準電壓的電壓源，哈哈，妥妥的廢話文學。舉個例子，比如我們平時用的尺子，1cm為什么是那么長呢？其實說白了是有一個標準做參考的，尺子的1cm嚴格來說不一定是1cm，因為存在誤差。

我們平時用到的比較器、ADC、DAC或檢測電路都必須有一個參考電壓才能完成其工作。通過我們需要的信號與已知值進行比較，進而準確地量化任何信號。12位A/D表示輸入信號將由4,096個可能的代碼之一表示；4,096 分之一約為0.024%。換句話說，如果要獲得12位的絕對精度，參考電壓必須在所需值0.024%以內(nèi)。

接下來我們就說說幾種常見的基準電壓源電路。

Part 02

齊納二極管

例如，使用9V電源和1N751A ，齊納二極管的Iz為20mA，那么電阻值為 (9-5.1)/20mA = 195 歐姆。這種方案的優(yōu)點就是電路簡單，并且成本比較低。

Part 03

三端穩(wěn)壓器

我們比較常見的就是7805三端穩(wěn)壓器。這種器件一般具有輸出短路保護功能，并且比簡單的齊納穩(wěn)壓器更容易適應負載電流的大范圍波動。

Part 04

注意事項

1.溫度

對于許多部件而言，溫度漂移TC（以 ppm/°C 為單位）是主要的誤差源，也就是溫度每變化1攝氏度，器件電壓值改變百萬分之一，該參數(shù)可以在規(guī)格書中查閱。

從下圖的輸出電壓與溫度特性曲線中很容易看出來輸出電壓隨環(huán)境溫度的變化在波動，環(huán)境溫度不單單指的是外界環(huán)境溫度，還需考慮器件自身發(fā)熱，這樣才能評估出器件自身最大的溫度條件。

2.良好的電源電壓波動抑制能力

也就是輸入電壓的變化而引起的輸出電壓變化的量度。如果輸入電壓波動，器件反應速度不快，那么輸出電壓會跟著波動。

3.非常好的負載調(diào)節(jié)能力

由于參考負載電流的變化而導致的輸出電壓變化的量度。如果在參考工作時參考負載電流發(fā)生變化，則此參數(shù)很重要，通常，負載調(diào)節(jié)率與負載電流變化的速率成反比。建議使用輸出電容器來穩(wěn)定受負載電流瞬變影響的應用中的輸出電壓，這里電容的角色就是去耦，也就是用電容作為短時電源放電，避免負載對電源電壓的影響。