Источник идеального напряжения

Источник идеального напряжения — биполярная схема

Источник идеального напряжения-1

Источник идеального напряжения — в конструкциях генераторов часто используются компараторы напряжения с точными значениями порогов, а компараторам, в свою очередь, нужны биполярные источники опорного напряжения. У большинства микросхем опорных источников выходное напряжение привязано к их нижней шине питания.

Если схеме нужны напряжения обеих полярностей, источник отрицательного опорного напряжения можно сделать, подключив к выходу микросхемы опорного источника инвертор с усилением -1. Однако если аналоговая схема питается от однополярного источника, синфазное напряжение необходимо сместить на определенный уровень. Для этой цели можно использовать схему, показанную на Рисунке 1.

Источник идеального напряжения-2
Рисунок 1. С помощью этой схемы можно получить точные опорные напряжения 1,-1,1.25u-1.25В.

Источник идеального напряжения-3

Источник идеального напряжения1 с выходом VREF, который подключен к неинвертирующему входу микросхемы IC2 (AD8475). Эта микросхема представляет собой прецизионный усилитель-аттенюатор с дифференциальным выходом двумя выбираемыми коэффициентами усиления: 0.4 и 0.8. В данной схеме IC2 включена как усилитель с коэффициентом усиления 0.8. Инвертирующий вход IC2 (-IN) заземлен. Напряжения на его положительном и отрицательном выходах формируют опорные напряжения, привязанные к синфазному напряжению VCOM. Величины опорных напряжений равны

Источник идеального напряжения-4

Коэффициенты усиления 0.4 и 0.8 микросхемы AD8475, благодаря лазерной подгонке внутренних резисторов обратной связи, имеют ошибку не более 0.05%. Именно по этой причине источник идеального напряжения IC1 снабжен этой микросхемой. В типичной схеме включения устройства с коэффициентом усиления 0.8 выводы +VINO.4x и -VIN0.4x оставляют неподключенными. Однако в схеме на Рисунке 1 эти входы соединены друг с другом, образуя прецизионный делитель 1:1 напряжения VREF.

К этому узлу подключается вход VCom микросхемы AD8475, и синфазная составляющая опорных напряжений становится равной VREF/2. Случай А в Таблице 1 показывает, что измеренное синфазное напряжение приблизительно на 0.6% ниже, чем VREF/2. Это отличие связано с тем, что внутри микросхемы AD8475 вход VCOM через один резистор 200 кОм соединен с выводом Vs, а через другой резистор 200 кОм — с землей. Поэтому вход VCOM можно представить как источник напряжения VS/2 = 2.5В с последовательным сопротивлением 100 кОм.

Это последовательное сопротивление оказывается включенным параллельно резистору R+VINO.4x, что приводит к некоторому дисбалансу коэффициента деления 1:1. В случаях В и С вывод VCOM подключен к точке А. Компенсационный резистор RCOMP подключается только в случае С. В случаях В и С, глядя на значения VGND, можно увидеть, что RCOMP уменьшает относительную ошибку напряжения на выходе СОМ с 0.632% до -0.032%.

Во многих приложениях важна только величина разности биполярных опорных напряжений, и этот дисбаланс на нее не влияет. Но если приложению требуется высокоточное синфазное напряжение, между выводом VCOM и землей можно включить компенсационный резистор 100 кОм, и тогда работа схемы будет соответствовать случаю С. Этот резистор почти полностью сохраняет точность коэффициента деления 1:1.