與現(xiàn)實(shí)模擬世界進(jìn)行交互的最常見方法是采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADCs)、傳感器或其他應(yīng)用專用集成電路(ASIC)。精確測量的前提是需要一個不隨系統(tǒng)波動的基準(zhǔn)電壓,它應(yīng)該不受輸入電壓或環(huán)境溫度等條件的影響。基準(zhǔn)電壓 IC 提供了一個穩(wěn)定的電壓,而其他 IC 參考此基準(zhǔn)電壓以所需的精度進(jìn)行測量。有兩種基準(zhǔn)電壓源:并聯(lián)和串聯(lián)基準(zhǔn)二種類型。它們都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用場合,如下表所示。
并聯(lián)基準(zhǔn)電壓源
并聯(lián)基準(zhǔn)電壓源在功能上類似于穩(wěn)壓二極管, 當(dāng)此器件流過最小工作電流后,其器件上的壓降保持恒定。并聯(lián)基準(zhǔn)作為一個固定壓降來調(diào)節(jié)負(fù)載, 并且將負(fù)載不需要的電流分流到地。外部電阻用來設(shè)定總的電源電流,其壓降為輸入電源與基準(zhǔn)電壓二者的壓差,如下圖所示。
最大負(fù)載電流是由輸入電壓和外部電阻大小決定。隨著負(fù)載的變化,并聯(lián)基準(zhǔn)將吸收掉多余的電流。外部電阻大小,可以由方程 1 和 2 計算得到最小值(RS_MIN)和最大值(RS_MAX)。
對于負(fù)基準(zhǔn)電壓源,可以將負(fù)電源通過一個串 聯(lián)電阻接到陽極(在正基準(zhǔn)電壓中即是地),并將地接到陰極(在正基準(zhǔn)電壓中是輸出端)。和正向輸出結(jié)構(gòu)一樣,輸出是位于電阻和穩(wěn)壓器件之間,如下圖所示。
串聯(lián)基準(zhǔn)電壓
串聯(lián)基準(zhǔn)不需要任何外部電阻,器件上會通過 負(fù)載所需的電流,同時加上一個小的靜態(tài)電流。然而,正是因為輸入電壓直接加在器件上,而不是通過串聯(lián)電阻,所以對于串聯(lián)基準(zhǔn),有一個參數(shù)即最大額定輸入電壓需要考慮。下圖即為一個典型的串聯(lián)基準(zhǔn)電路。
對于串聯(lián)基準(zhǔn)而言,要求輸入電壓大小至少等于輸出電壓并加上一定的裕量,輸入與輸出之間額外的電壓稱之為壓差,它一般隨著負(fù)載電流增加而增加。串聯(lián)基準(zhǔn)有可能包含一個使能功能,當(dāng)不需要輸出電壓時,可以通過外部信號使能或禁用器件, 這樣可以節(jié)省功耗。
如果當(dāng)你為電路選擇基準(zhǔn)電壓時,請記住這些典型的用法:
? 并聯(lián)基準(zhǔn)應(yīng)用場合:
1.寬范圍輸入電壓或存在大的輸入電壓瞬變。
2.負(fù)向或浮地基準(zhǔn)電壓。
? 串聯(lián)基準(zhǔn)應(yīng)用場合:
1.負(fù)載電流變化,電源電流和負(fù)載電流同時減小。
2.需要對基準(zhǔn)源進(jìn)行休眠或關(guān)斷的場合。
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