Журнал "Новости Электроники", номер 4, 2007 год.

Журнал "Новости Электроники", номер 4, 2007 год.Надежная опора: источники опорного напряженияАнатолий Андрусевич Источник опорного напряжения (ИОН) один из ключевых узлов любого измерительного прибора. Компания Maxim Integrated Products предлагает наиболее полную линейку источников опорного напряжения, где, независимо от решаемой задачи, можно найти микросхему, отвечающую самым высоким требованиям по точности, стабильности, уровню шумов, размерам и энергопотреблению.

 

 

Устройствам аналогового вывода также требуется опорный потенциал. От точности и, особенно, температурной и временной стабильности ИОНа зависит точность всего прибора. В ряде случаев требуются малые габариты и низкое энергопотребление.

В таблице 1 приведены основные параметры и особенности микросхем. В основе обычно (но не всегда) лежит так называемая bandgap-схемотехника, а выходное напряжение укладывается в ряд стандартных значений (В):

1,250 2,500 4,500 1,600 3,000 5,000 1,800 3,300 10,000 2,048 4,096  

Таблица 1. Основные параметры и особенности микросхем  

Микро-
схема Выходное напряжение, В Макс. напр. питания, В Макс. темп. дрейф, ppm/°C Макс. начальная ошибка, %, 25 °C Макс. ток потреб-
ления, мкА Особенности MAX6037 Adj; 1,25; 2,048; 2,5; 3;3,3; 4,096 5,5 25 0,2 275 Корпус SOT23, режим Shutdown, регулируемый выход MAX6125, MAX6141,
MAX6145, MAX6150,
MAX6160
Adj; 2,5; 4,096; 4,5; 5 12,6 50, 100 1 110 Низкая цена, корпус SOT23, регулируемый выход MAX6001-MAX6005 1,25; 2,5; 3; 4,096; 5 12,6 100 1 45 Низкая цена, низкое энергопотребление, корпус SOT23 MAX6012, MAX6021,
MAX6025, MAX6030,
MAX6041, MAX6045,
MAX6050
1,247; 2,048; 2,5; 3; 4,096; 4,5; 5 12,6 15 0,2 35 Прецизионный, низкое энергопотребление, корпус SOT23 MAX6018 1,263; 1,6; 1,8; 2,048 5,5 50 0,2 5 Сверхнизкое энергопотребление, корпус SOT23, работа от 1,8 В MAX6023 1,25; 2,048; 2,5; 3; 4,096; 4,5; 5 12,6 30 0,2 35 Низкое энергопотребление, сверхминиатюрный корпус UCSP MAX6061-MAX6068 1,248; 1,8; 2,048; 2,5; 3; 4,096; 4,5; 5 12,6 20 0,2 125 Корпус SOT23, вых. ток до 5 мА MAX6100-MAX6107 1,25; 1,8; 2,048; 2,5; 3; 4,096; 4,5; 5 12,6 75 0,4 125 Низкая цена, корпус SOT23, вых. ток до 5 мА MAX6161-MAX6168 1,25; 1,8; 2,048; 2,5; 3; 4,096; 4,5; 5 12,6 5 2 мВ 150 Прецизионный, вых. ток до 5 мА MAX6190-MAX6195, MAX6198 1,25; 2,048; 2,5; 3; 4,096; 4,5; 5 12,6 5 2 мВ 35 Прецизионный, низкое энергопотребление, альтернатива REF191/2/3/4/5/8 MAX6034 2,048; 2,5; 3; 3,3; 4,096 5,5 30 0,2 125 Низкое энергопотребление, сверхминиатюрный корпус SC70 MAX6126 2,048; 2,5; 3;  4,096; 5 12,6 3 0,02 550 Сверхпрецизионный, сверхмалошумящий, корпус mMAX MAX6129 2,048; 2,5; 3; 3,3; 4,096; 5 12,6 40 0,4 5,25 Сверхнизкое энергопотребление, корпус SOT23 MAX6033 2,5; 3; 4,096; 5 12,6 7 0,04 75 Сверхпрецизионный, корпус SOT23 MAX6035 2,5; 3; 5 33 25 0,2 95 Высокое напряжение питания, корпус SOT23 MAX6043 2,5; 3,3; 4,096; 5; 10 40 15 0,05 490 Прецизионный, малошумящий, высокое напряжение питания, корпус SOT23 MAX6133 2,5; 3; 4,096; 5 12,6 3 0,04 65 Сверхпрецизионный, низкое энергопотребление, корпус mMAX MAX6143 2,5; 3,3; 4,096; 5; 10 40 3 0,05 550 Сверхпрецизионный, малошумящий, высокое напряжение питания, датчик температуры, режим Shutdown MAX6173-MAX6177 2,5; 3,3; 4,096; 5; 10 40 3 0,05 550 Сверхпрецизионный, малошумящий, высокое напряжение питания, датчик температуры MAX6220 2,5; 4,096; 5 40 20 0,1 3,3 мА Прецизионный, сверхмалошумящий, высокое напряжение питания MAX6225, MAX6241, MAX6250 2,5; 4,096; 5 36 2 0,02 3,0 мА Сверхпрецизионный, сверхмалошумящий, высокое напряжение питания MAX6325, MAX6341, MAX6350 2,5; 4,096; 5 36 1 1 мВ 3,0 мА Сверхпрецизионный, сверхмалошумящий, высокое напряжение питания

MAX6037_ADJ и MAX6160 имеют регулируемый выход. Выходное напряжение может быть установлено в пределах от 1,184 В до 5,0 В и от 1,23 В до 12,4 В соответственно с помощью внешнего делителя.

Максимальное входное напряжение, как правило, составляет 5,5 В либо 12,6 В. Ряд микросхем работоспособен при входном напряжении до 40 В.

НАЧАЛЬНАЯ ТОЧНОСТЬ, ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ДРЕЙФ И УРОВЕНЬ ШУМАЭти параметры являются основными и чаще всего взаимосвязаны. Наилучшую начальную точность (макс. ошибка 0,02%) и наименьший уровень шумов (типовое значение амплитуды от пика до пика 1,3 мкВ для выходного напряжения 2,048 В и диапазона частот от 0,1 Гц до 10 Гц) имеет микросхема MAX6126. При этом температурный дрейф не превышает 3 ppm/°C. Вариант исполнения в корпусе mMAX является самым миниатюрным ИОНом в мире с такими высокими точностными параметрами.

Настоящим чемпионом по температурной стабильности является серия микросхем MAX6325/MAX6341/MAX6350 с максимальным температурным дрейфом 1 ppm/°C. Эти изделия также обладают очень низким уровнем шумов (типовое значение амплитуды от пика до пика 1,5 мкВ для MAX6325 и диапазона частот от 0,1 Гц до 10 Гц) и высокой начальной точностью (макс. ошибка ±1 мВ).

РАЗМЕР КОРПУСА, ПОТРЕБЛЯЕМАЯ МОЩНОСТЬЗачастую перед инженерами-схемотехниками встает задача разработать устройство с очень низким энергопотреблением. Как правило, это приборы с батарейным питанием. Размер корпуса в таких устройствах тоже может иметь существенное значение. Большое количество микросхем источников опорного напряжения фирмы MAXIM поставляется в малогабаритных корпусах SOT23, SC70, mMAX. MAX6023 поставляется в корпусе UCSP размером 1 х 1,5 мм.

Стоит обратить внимание на ИОН MAX6129. При максимальном потреблении 5,25 мкА (для выходного напряжения 2,048 В) выходной ток данной микросхемы может достигать 4 мА, а температурный дрейф не превышает 40 ppm/°C. Максимальная начальная ошибка составляет 0,4%. Микросхема поставляется в миниатюрном корпусе SOT-23 и может работать без входного и выходного конденсаторов с емкостью нагрузки до 10 мкФ.

Исключение внешних конденсаторов позволяет дополнительно сэкономить место на печатной плате. Следует отметить, что большин­ство источников опорного напряжения компании Maxim могут работать без внешних конденсаторов.

ВКЛЮЧЕНИЕ И ПРИМЕР ИСПОЛЬЗОВАНИЯВ большинстве случаев источник опорного напряжения - это трехвыводная микросхема с двумя выводами питания и выводом для подключения нагрузки.

На рисунке 1 приведена типовая схема включения прецизионного малошумящего источника опорного напряжения MAX6126. Помимо основных трех выводов, микросхема имеет выход NR для подключения внешнего дополнительного конденсатора. Таким образом, можно дополнительно снизить шумовую составляющую в выходном напряжении. Кроме этого, имеется возможность подключить нагрузку с использованием четырехпроводной схемы (для этого служат дополнительные выводы GNDS и OUTS) для ликвидации возможных паразитных падений напряжения на участке между источником и нагрузкой.

 

Рис. 1. Схема типового включения микросхемы MAX6126 

  Рис. 2. Пример использования источника опорного напряжения MAX6033 

В качестве примера использования источника опорного напряжения приведена схема на рисунке 2. Это устройство для оцифровки аналогового входного сигнала (токовой петли (0...20) мА или (4...20) мА). В качестве ИОНа использована уникальная микросхема MAX6033, которая сочетает в себе, с одной стороны, высокую точность, стабильность и низкий уровень шумов, а с другой - низкое потребление и малые габариты.

Представленная на рисунке схема имеет следующие основные параметры:

Максимальная ошибка - менее 0,2% Температурный дрейф - менее 8 ppm/°C (тип.)Максимальный ток потребления - 335 мкА (при скорости 100 тыс. выборок в секунду)Напряжение питания - от +2,7 В до +12,6 ВМалые габариты - SOT23 (MAX6033), TDFN (MAX1393), 5,8 х 2,2 мм (R1)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

Дополнительную информацию и более подробные технические характеристики, а также информацию о так называемых двухвыводных (shunt) устройствах можно найти на сайте References. 

Вернуться к содержанию номера







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2019 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.