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高精度电压基准REF102及其应用

发布时间:2020-07-21 17:58:52 阅读: 来源:面具厂家

概述 REF102是高精度10V电压基准集成电路。经激光调校后其温漂在工业温度范围内低至2.5ppm/?C,而在军品温度范围内也可达到5ppm/?C。由于REF102无需外加恒温装置,因而功耗低、升温快、稳定性好、噪声低。REF102的输出电压几乎不随供电电源电压及负载变化。通过调整外接电阻,输出电压的稳定性及温度漂移可降到最小。11.4V至36V的单电源供电电压及优异的全面性能使REF102成为仪器、A/D、D/A及高精度直流电源应用的理想选择。 REF102的特点及引脚功能 ●高精度输出:+10V0.0025V ●超低温度漂移:≤2.5ppm/?C ●高稳定性:5ppm/1000小时(典型值) ●高负载调整率:≤1ppm/V,≤10ppm/mA ●宽供电电压范围:11.4VDC至36VDC ●低噪声:?5Vp-p?(0.1Hz至10Hz内) ●低静态电流:≤1.4mA 在REF的组成方框图中,埋层齐纳二极管DZ1提供约8.2V电压加到运放A1的同相端。电阻R1、R2及R3经激光调校后确保输出为准确的10V。DZ1的偏置电流由输出电压经R4提供。R5与外接在Trim脚上的电阻一起,供用户调整运放的增益,从微调输出电压。由于R5的温度系数与R1、R2、R3严格匹配,所以微调输出电压时对其温度漂移影响极小。输出电压中的噪声主要是埋层齐纳二极管引起的,故实际应用是要在8却和4脚间加上旁路电容,与R6形成低通滤波器以滤除DZ1上的噪声。 实际应用经验 ?REF102是高性能集成电路。为了能在实际应用中充分发挥器件的性能,应当注意板图设计、输出噪声抑制设计及输出电压微调电路设计。 板图设计 板图设计时,?"菊花"型布线可有效地降低输出电压误差、输出噪声及电源耦合噪声。公共地线应当按图2所示连接以确保耦合电阻最小。公共地线、供电电源线尤其是连接负载的导线应当导电性能良好,可选用粗铜线或镀银铜线。实际上,连接负载的导线若有0.1?的串联电阻,则当负载电流为10mA时,就会产生1mV的输出误差电压,这将严重影响基准电压源输出电压的精度。 输出电压调整 输出电压调整电路如图3所示。原集成电路内部的电阻经温度系数匹配设计、阻值经过激光调校后,其抑制温度漂移的电路设计已达到最佳,外接电阻调整输出电压必然会引起输出电压的额外温度漂移。图3中的微调电阻R1经大电阻Rs接到输出调整脚,实现对输出进行精细调整。Rs很大,达1M,不仅可实现精细调整,而且大大降低了R1与内部电阻温度系数失配引入的温漂。调整电位器应选用高质量的,特别是接触可靠、触点无抖动。 噪声衰减 REF102的输出噪声主要是来自于埋层齐纳二极管。在8脚与地之间并上电容(图5中的C3),与R6(参见图1)一起构成低通滤波器可有效地衰减高频噪声。当外接电容为1?F时,与7k的R6形成的低通滤波器截止频率为23Hz。若要进一步抑制噪声,可适当提高噪声衰减电容的电容量。 典型应用 低噪声+10V精确电压基准 在对弱信号的检测过程中,往往要用高精度的A/D把弱信号转换为数字信号送给微控制器进一步处理。对于16位、5V参考源的A/D,其量化误差仅为20?V。普通稳压电源输出电压因纹波太大而无法保证A/D的精度,而REF02的噪声电压仅为5?V,可以保证A/D的精度。图4是低噪声+10V精确电压基准。为了进一步滤除基准源输出的噪声,输出端增加了一节低通滤波器。图中,运放用作电压跟随器,R1、C1是低通滤波器,用于滤除REF102输出电压中的噪声以及运放的内部噪声。3dB截止频率为1/2?R1C1?。R2、C2用来改善运放闭环工作的稳定性。+10V/-10V双路电压基准 有的器件如运放需要双路电源供电,以获得更好的性能。正常运用的REF02只能输出单路+10V。图5给出了输出+10V、-10V双路基准源的实现电路。图中,第一路+10V输出直接取自于REF102的6脚。当然,也可应用图4电路来进一步滤除噪声。第二路-10V输出实际上借助于单位增益反相运算放大器实现的。为了保证-10V的高精度及温度稳定性,运放的选择与设计必须仔细,如采取措施来抑制零漂等。相对来说,-10V的温度稳定性和精度都不及+10V。尽管如此,在需要正、负对称电压源时,与任何稳压电源输出的电压相比,这一方案提供的电压稳定性与噪声性能都要好得多。

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