Введение, ИОН на стабилитронах - Источники опорного напряжения
В любой схеме стабилизатора требуется наличие опорного напряжения, с которым сравнивается величина выходного напряжения. Стабильность выходного напряжения стабилизатора не может быть выше стабильности его источника опорного напряжения. Источники опорного напряжения (ИОН) широко применяются также в качестве эталонной меры в аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователях, а также в разного рода пороговых устройствах.
ИОН на стабилитронах
Простейший метод получения опорного напряжения состоит в том, что нестабилизированное входное напряжение прикладывают через токоограничивающий резистор к стабилитрону (рис. 1а).
Рис. 1. Схемы ИОН на стабилитронах
Качество стабилизации оценивается коэффициентом
Кст = DUвх /DUоп,
Который называется коэффициентом стабилизации. Для схемы на рис. 1а коэффициент стабилизации
Кст = 1 + R/rст,
И составляет обычно от 10 до 100. Здесь rСт - дифференциальное сопротивление стабилитрона. Оно приблизительно обратнопропорционально току, протекающему через стабилитрон, поэтому при заданном входном напряжении увеличением сопротивления резистора R невозможно добиться повышения коэффициента стабилизации. Важным фактором для выбора стабилитрона является величина шумовой составляющей напряжения стабилизации, которая сильно возрастает при малых величинах тока. Недостатком схемы на рис. 1а является относительно высокое выходное сопротивление (десятки ом), которое также возрастает при уменьшении тока через стабилитрон. Другим недостатком является большой разброс напряжений стабилизации, который даже для прецизионных стабилитронов достигает 5% от номинального значения.
Существенного повышения коэффициента стабилизации можно достичь, если токоограничивающий резистор заменить источником стабильного тока, например, на полевом транзисторе. В этом случае КСт может превысить 1000.
Можно существенно улучшить характеристики источника опорного напряжения, если использовать в его составе операционный усилитель (рис. 1б). Коэффициент стабилизации в такой схеме определяется главным образом коэффициентом влияния источников питания Kв. ип в используемом ОУ и может достигать величины порядка 10000. Выходное сопротивление этой схемы составляет десятые доли ома. Поскольку напряжения на входах ОУ практически равны, выходное напряжение источника опорного напряжения
Uвых = Uоп(1 + R2/R1)
И не может быть меньше напряжения стабилизации стабилитрона. Применение ОУ позволяет также путем подгонки соотношения сопротивлений резисторов R2/R1 достичь высокой точности опорного напряжения.
Таким образом, колебания выходного напряжения источника опорного напряжения, выполненного по схеме на рис. 1б, при реальных изменениях входного напряжения и нагрузки не превышают 1 мВ. Существенно бoльшие значения имеют температурные колебания опорного напряжения. Температурный коэффициент напряжения стабилизации стабилитрона (ТКН) определяется как отношение относительного приращения напряжения стабилизации к приращению температуры:
ТКН = DUст /(Uст DТ).
Для большинства стабилитронов он находится в пределах +/-1- 10-3 К -1. Для малых напряжений стабилизации он отрицателен, для больших - положителен. Минимума по абсолютной величине этот коэффициент достигает при напряжениях стабилизации около 6 В. Стабилитроны, имеющие ТКН в пределах +/- 1- 10-5 К -1, называют опорными диодами и используют в схемах источников опорного напряжения на напряжения обычно свыше 7,5 В. Примером такого источника опорного напряжения может служить ИМС МАХ671С, обеспечивающая выходное напряжение 10 В с точностью 0,01% при КСт=20000, ТКН=3- 10-6 К-1 и токе потребления 9 мА. Другой пример - AD586 (отечественный аналог - 1009ЕН2) создает выходное напряжение 5 В с точностью 0,05% при КСт=10000, ТКН=2- 10-6 К-1 и токе потребления 3 мА.
Рекордными характеристиками для этого класса ИОН обладает 5-вольтовая ИМС VRE3050 производства Thaler Corporation - ТКН=0,6- 10-6 К-1, точность 0,01%, выходное сопротивление 0,025 Ом.
Для повышения температурной стабильности в некоторые ИМС источников опорного напряжения (например, LM199/299/399, отечественный аналог - 2С483) встраивают термостаты с нагревательным элементом. Обе части схемы (нагреватель и ИОН) изготавливаются на одном кристалле, который помещается в теплоизолированном корпусе. Это позволяет достичь ТКН <= 1- 10-6 К-1 в диапазоне температур от -25°С до +85°С. Недостаток такого решения - довольно большая мощность, потребляемая источником опорного напряжения (около 400 мВт при 25°С).
Похожие статьи
-
ИОН на полевых транзисторах - Источники опорного напряжения
Сравнительно недавно на рынке электронных компонентов появилось новое поколение источников опорного напряжения - XFET-источники (eXtra Field Effect...
-
Для расчета основных элементов системы импульсно-фазового управления (СИФУ) преобразователя вначале требуется выбрать тип цифровых и аналоговых...
-
Точностные параметры - Основные параметры линейных стабилизаторов напряжения
Основное назначение стабилизаторов - поддерживать выходное напряжение неизменным, равным номинальному значению в условиях изменяющегося входного...
-
Компенсационный стабилизатор напряжения - Оcновы радиоэлектроники
Компенсационный стабилизатор напряжения (КСН) также представляет собой делитель напряжения, образованный переменным сопротивлением регулирующего элемента...
-
Краткие теоретические сведения, Введение - Оcновы радиоэлектроники
Введение Стабилизаторы напряжения используются в источниках питания постоянного тока для поддержания величины выходного напряжения с требуемой точностью....
-
Целью данного курсового проекта является разработка интегрирующего усилителя с выходным каскадом на транзисторах и проведение графоаналитического расчета...
-
Параметрические стабилизаторы напряжения - Оcновы радиоэлектроники
Принцип действия параметрических стабилизаторов напряжения (ПСН) основан на применении прибора с нелинейной вольт-амперной характеристикой, когда имеется...
-
Получение искусственной общей точки - Основные параметры линейных стабилизаторов напряжения
Часто при питании электронных устройств от батарей возникает необходимость получения из одного гальванически изолированного напряжения аккумуляторной...
-
ЦАП на источниках тока - цифро-аналоговые преобразователи
ЦАП на источниках тока обладают более высокой точностью. В отличие от предыдущего варианта, в котором весовые токи формируются резисторами сравнительно...
-
Литература - Источники опорного напряжения
Лидовский В. И. Теория информации. - М., "Высшая школа", 2002 г. - 120 с. Метрология и радиоизмерения в телекоммуникационных системах. Учебник для ВУЗов....
-
Введение - Выбор трансформатора
Усилитель - это активный четырехполюсник (Рис. 1), к входным зажимам которого подводится входной сигнал U1,а к выходным присоединено сопротивление...
-
Уменьшение потерь в стабилизаторах - Интегральный линейный стабилизатор напряжения
Требуемое для нормальной работы интегрального стабилизатора на рис. 2 минимальное падение напряжения на нем составляет около 3 вольт. Для схем,...
-
Интегральный линейный стабилизатор напряжения - Интегральный линейный стабилизатор напряжения
Представленная на рис. 1 схема стабилизатора может быть выполнена в виде интегральной схемы. Такие схемы выпускаются промышленностью (например, серии...
-
Стабилизация отрицательных напряжений - Интегральный линейный стабилизатор напряжения
Вышеописанные стабилизаторы предназначены в основном для стабилизации положительных напряжений относительно общей точки (земли) схемы. Однако те же самые...
-
Преобразователи напряжение-частота - Преобразователи напряжение-частота
На базе преобразователей напряжение-частота (ПНЧ) могут быть построены интегрирующие АЦП, обеспечивающие относительно высокую точность преобразования при...
-
Стабилизированный источник питания - Разработка генератора с мостом Вина
Стабилизированный источник питания вырабатывают два равных выходных напряжения противоположной полярности с малым уровнем пульсаций. Точное равенство...
-
Расчет выпрямителей с емкостным фильтром - Расчет вторичного источника электропитания
Приближенный графоаналитический расчет выпрямителей с емкостной реакцией нагрузки при синусоидальной форме питающего напряжения широко внедрен в практику...
-
В настоящее время радиопередающие устройства получили широкое распространение. Они находят применение в радиосвязи, в РЛС, в сотовой телефонии и в...
-
Введение - Аналого-цифровой преобразователь последовательного приближения с К572ПВ1
В данной курсовой работе рассмотрена схема аналого-цифрового преобразователя (АЦП) последовательного счета. В этом курсовом используется АЦП с...
-
Параллельные ЦАП - цифро-аналоговые преобразователи
ЦАП с cуммированием весовых токов Большинство схем параллельных ЦАП основано на суммировании токов, сила каждого из которых пропорциональна весу...
-
Преобразователь напряжения переменного тока в ток - Типы преобразователей
Этот преобразователь (рис.20, а) обычно применяют в качестве нормирующего для преобразования в унифицированный токовый сигнал выходного сигнала...
-
Разработка функциональной схемы опорного пункта (ОП) Оборудование выполнено в виде стоек, устанавливаемых в пунктах волоконно-оптической линии передачи:...
-
Источники электрического тока - Электрооборудование автомобиля и дополнительное оборудование
Электрический ток в автомобиле вырабатывается из двух источников: аккумуляторная батарея (аккумулятор) и генератор. Задача аккумулятора (рис. 4.1) --...
-
Элементы промышленной электроники - Общая электротехника и электроника
Выпрямители . Выпрямитель - это устройство, предназначенное для преобразования переменною напряжения в постоянное. В зависимости oт числа фаз питающего...
-
Основные схемы включения операционных усилителей - Разработка дифференциального усилителя
Рассмотрим некоторые виды ОУ наиболее часто встречающиеся в линейных схемах. Линейность схемы определяется зависимостью входного и выходного сигнала т....
-
Схема восьмиразрядного преобразователя с суммированием напряжений, изготавливаемого в виде ИМС, приведена на рис. 5. Основу преобразователя составляет...
-
Умножители частоты, или как их называют в более развернутом виде, системы формирования дискретного множества частот, в настоящее время получили очень...
-
Усилители звуковой частоты предназначены для усиления непрерывных периодических сигналов, частотный спектр которых лежит в пределах от десятков герц до...
-
Расчет минимальных напряжений - Электрификация участка железной дороги
Расчет минимальных напряжений в тяговой сети участка Медвежья Гора - Нигозеро при различных размерах движения был произведен с помощью программы KA_PN из...
-
1. Источники С высоким волновым сопротивлением . Для них эквивалентная схема или модель может быть представлена В виде штыря (антенна-штырь). В...
-
Основы теории построения неуправляемых выпрямителей - Расчет вторичного источника электропитания
Выпрямительные устройства - это устройства, предназначенные для преобразования переменного напряжения в постоянное. В общем случае они состоят из трех...
-
Эта технология находит применение в военных системах связи, в диспетчерских службах, а также в системах пейджерной связи. Разработчики преобразователей...
-
Основой ЦАП этого типа является матрица конденсаторов, емкости которых соотносятся как целые степени двух. Схема простого варианта такого преобразователя...
-
Цифро-аналоговые преобразователи - Типы преобразователей
Задача заключается в преобразовании величины, которая задана двоичным (или многозначным двоично-десятичным) числом в пропорциональный уровень напряжения...
-
Составные части операционного усилителя - Оcновы радиоэлектроники
Усилитель постоянного тока (УПТ). УПТ отличается от усилителей переменного тока отсутствием каких-либо емкостей. Рис. 2. Простейший усилитель постоянного...
-
Введение - Коммутационные устройства
Остановка двигателя в схемах автоматического управления обычно происходит в режиме динамического торможения или противовключением. Динамическое...
-
Напряжение питания - Правильное включение светодиода
Две главных характеристики светодиодов это падение напряжения и сила тока. Обычно светодиоды рассчитаны на силу тока в 20 мА, но бывают и исключения,...
-
Выходные каскады усиления напряжения В качестве выходного каскада усиления напряжения часто используется дифференциальный каскад V1-V2 (оба транзистора...
-
Микросхемы характеризуются следующими параметрами: Максимальное напряжение питания, Максимальное напряжение на входе и на выходе, Максимальный выходной...
-
ВВЕДЕНИЕ - Проект обобщенной структурной схемы системы передачи сообщений
Теория электрической связи (ТЭС), можно сказать, является первым специальным курсом, который ведет к дальнейшему изучению специальности. ТЭС -...
Введение, ИОН на стабилитронах - Источники опорного напряжения