基准电压源
基准电压源
基准电压源
基准电压源是一种有效的、可靠的电源系统，它可以提供电压特性稳定、一致的电压，从而有效支持电子设备的正常运行。
它可以把电源系统分成三部分：电源，控制器和监测器。
另外，它还可以通过电压检测和调节，有效地控制和维护电压质量。
基准电压源的作用非常重要。
它可以有效地提供稳定的电源，它的输出电压可以根据负载的变化而变化。
此外，它也可以实现智能调节，使负载处于电压稳定的状态，保证设备的正常运行。
这种电源可以实现市电的自动开关机功能，节省用电成本。
此外，基准电压源还可以把负载和环境参数（如温度、湿度）连接起来，检测和监控电压，进行有效地调节和控制。
电压温度位移仪可以测量电压的变化，具有高精度和良好的稳定性。
基准电压源系统的设计应该考虑到电源的稳定性和安全性。
首先，应该检查电源的可靠性，以确保电源的可靠性和安全性。
其次，电源系统应该采用严格的电源设计标准，包括电流、电压、功率等参数。
同时，还要考虑不同环境条件下的电源变化，以预防突然变化给设备造成的损坏。
最后，基准电压源应该经过严格的质量检测，以确保其质量和功能。
它的完整性应该满足相关标准，应该具有可靠的可靠性，可以实现良好的稳定性和低温度环境下的可靠性。
此外，还应该考虑到电源的耐久性，以确保设备的正常运行。
总之，基准电压源是一种重要的设备，它的作用十分重要，可以
有效地支持电子设备的运行，并且可以有效地节省用电成本。
在设计和安装基准电压源时，应该注意以上提到的方面，以确保电源的可靠性和安全性，从而保证设备的正常运行。
《带隙基准电压源》课件
带隙基准电压源 的发展趋势与展 望
技术创新方向探讨
提高精度和稳定 性：通过改进电 路设计和材料选 择，提高基准电 压源的精度和稳 定性。
降低功耗：通过 优化电路设计和 采用低功耗器件， 降低基准电压源 的功耗。
集成化：将基准 电压源与其他电 路模块集成，提 高系统的集成度 和可靠性。
智能化：通过引 入智能控制算法， 提高基准电压源 的自适应能力和 抗干扰能力。
测试设备：包括电压源、电 流源、示波器、万用表等
测试步骤：按照测试标准进行， 包括设置参数、测量数据、分 析结果等
评估标准及流程详解
评估标准： 精度、稳 定性、温 度特性、 电源抑制 比等
评估流程： 测试准备、 测试实施、 数据分析、 结果评估 等
测试准备： 选择合适 的测试设 备、设置 测试条件 等
感谢您的观看
汇报人：PPT
案例一：用于ADC/DAC转换器的基准电压源设计
应用背景：ADC/DAC转换器需要稳定的基准电压源 设计要求：高精度、低噪声、低功耗 带隙基准电压源的优势：温度稳定性好、精度高、功耗低 设计方法：选择合适的带隙基准电压源芯片，进行电路设计和调试 应用效果：提高了ADC/DAC转换器的性能和稳定性
案例二：用于PLL锁相环的基准电压源设计
设计过程中需要注意电压源的稳定性和精度 优化建议：采用高精度的电阻和电容，提高电压源的稳定性 注意电源噪声对电压源的影响，采用滤波器进行抑制 优化建议：采用低噪声的电源，提高电压源的精度 注意温度对电压源的影响，采用温度补偿技术进行校正 优化建议：采用高精度的温度传感器，提高温度补偿的精度
带隙基准电压源 的应用案例分析
功耗：带隙基准电压源的功耗较低， 适合在低功耗系统中使用
基准电压源工作原理
基准电压源工作原理
基准电压源是一种通过某种机制维持恒定输出电压的电路。
它通常被用作精确测量、校准和比较电路中的电压信号。
基准电压源的工作原理可以通过参考电压和反馈回路来实现。
参考电压是一个已知且稳定的电压信号，可以由特定的电路或器件产生。
反馈回路用于将基准电压与实际输出电压进行比较，并通过调节电路参数使输出电压保持在稳定的水平。
一种常见的基准电压源的工作原理是使用稳压二极管。
稳压二极管是一种特殊的二极管，其特点是在一定的工作电流范围内能够维持近似恒定的电压降。
通过将稳压二极管连接在适当的电路中，可以实现基准电压源。
当负载电阻变化时，反馈回路会感知到输出电压的变化，并通过调节电路参数，例如改变稳压二极管的工作电流，来使输出电压保持不变。
另一种常见的基准电压源的工作原理是使用精密电阻和运算放大器。
基于欧姆定律，当电流通过一个特定精确的电阻时，可以得到一个稳定的电压降。
通过将精密电阻连接在适当的电路中，并使用运算放大器对电压进行放大和反馈，可以实现基准电压源。
当负载电阻变化时，反馈回路会感知到输出电压的变化，并调节电路参数来保持输出电压的稳定。
基准电压源在精密测量和校准中起着关键作用。
它能够提供稳定、可靠的参考电压，以确保测量和校准的准确性。
各种不同的电路和器件可以用于实现基准电压源，具体选择取决于应用的要求和性能指标。
tl431基准电流
tl431基准电流（原创版）目录1.TL431 基准电压源的介绍2.TL431 的工作原理3.TL431 基准电流的计算方法4.TL431 基准电流的应用实例5.TL431 基准电流的优缺点正文一、TL431 基准电压源的介绍TL431 是一种可调式基准电压源，由德州仪器公司（Texas Instruments）于 1973 年推出。
它是一种三端线性稳压器，具有内置短路保护功能，可提供稳定可靠的基准电压。
TL431 基准电压源广泛应用于各种模拟和数字电路设计，如电源管理、放大器、比较器等。
二、TL431 的工作原理TL431 的工作原理基于恒流源（current source）和电压调整（voltage adjustment）两个方面。
首先，通过内部的恒流源，TL431 可以提供一个固定的基准电流（例如 1.2mA）。
其次，通过调整外部电阻，可以改变反馈电阻的分压，从而改变输出电压。
三、TL431 基准电流的计算方法TL431 基准电流的计算公式为：Iref = (Vref * (R1 + R2)) / (R1 + R2 + R3)，其中 Iref 表示基准电流，Vref 表示基准电压，R1、R2 和 R3 分别表示三个外部电阻的阻值。
通过调整 R1、R2 和 R3 的阻值，可以实现对基准电流的调节。
四、TL431 基准电流的应用实例TL431 基准电流在实际电路应用中非常广泛，以下是一个简单的应用实例：假设需要提供一个 1.2V 的基准电压，可以选择 TL431 基准电压源，并根据计算公式确定电阻阻值。
假设 R1、R2 和 R3 的阻值分别为 1kΩ、1kΩ和 2kΩ，则可以得到基准电流 Iref = (1.2V * (1kΩ + 1kΩ)) / (1k Ω + 1kΩ + 2kΩ) = 1.2mA。
五、TL431 基准电流的优缺点TL431 基准电流具有以下优点：1.输出电压稳定，漂移小；2.可调范围宽，可根据需要调整基准电流；3.输入电压范围宽，适应不同应用场景；4.封装形式多样，易于使用。
电压基准源vka
电压基准源vka1. 什么是电压基准源？电压基准源（Voltage Reference）是一种用于生成稳定、精确和可靠的标准电压的电子设备。
它在电子测量、仪器仪表、通信设备、计算机和其他电子系统中广泛应用。
电压基准源vka是其中一种。
2. 电压基准源vka的工作原理电压基准源vka是一种基于集成电路的电压参考器。
它通常由一个稳定的参考电压源、一个比较器以及一个反馈回路组成。
在vka中，参考电压源会产生一个稳定、精确的基准电压。
比较器会将输入电压与基准电压进行比较，并产生一个差异电压。
这个差异电压会经过反馈回路，调整比较器的输出，以使输出电压等于基准电压。
通过反复比较和调整，vka可以保持输出电压与基准电压一致。
3. 电压基准源vka的特点与优势•稳定性高：vka采用了精确的参考电压源和反馈回路，并通过自动调整保持输出电压稳定，使得其具有非常高的稳定性。
•精确度高：电压基准源vka能够生成非常精确的电压，其精确度通常在百分之几的范围内。
•低温漂移：vka的输出电压对温度的变化影响较小。
它能够提供一个稳定的参考电压，不会因温度变化而引起明显的输出偏移。
•低噪声：电压基准源vka在输出电压中有很低的噪声干扰，适用于对噪声要求较高的应用。
•低功耗：vka通常采用低功耗的集成电路设计，能够在长时间工作中保持较低的功耗。
•长寿命：vka具有较高的可靠性，并能够长时间稳定工作，寿命长。
•易于使用：电压基准源vka是一种集成电路设备，通常以模块化形式提供，易于安装和应用。
4. 电压基准源vka的应用电压基准源vka在电子领域的应用非常广泛，下面是一些常见的应用场景：•模拟电路校准：在模拟电路中，电压基准源vka可以作为校准电压，用于校准模拟信号的幅度和精确度。
•模数/数模转换：在模数/数模转换中，电压基准源vka可以提供一个精确的参考电压，用于确定模拟信号的量化水平。
•精密测量仪器：在精密测量仪器中，电压基准源vka用作测量参考电压，保证测量结果的准确性和稳定性。
基准电压源设计
= 5.269mV）等
音频或视频
10%绝对基准电压误差
= 声级的1dB误差
与分辨率相比较
基准电压源的1ppm误差相当于20位精度 15ppm相当于16位精度 244ppm相当于12位精度(1/4000)
绝对误差一般通过校准消除
因此重要的是基准电压变化
基准电压源和规格问题
广泛的基础设施和产品基础
模拟放大器将传感器输出转换为4-20mA信号 数据转换器通过4-20mA线路传输信号 HART编码算法现可提供更强的功能
典型4-20mA信号传输器件
AD693将低电平传感器输入转换为4-20mA输出，由环路电源驱动
；同时提供传感器驱动信号
典型4-20mA信号传输器件
无商用器件
跟踪基准电压源具有匹配的正负输出
负基准电压源可以利用运算放大器实现 完整的基准电压源封装内置跟踪功能，性能更好
负基准电压源设计
标准反相运算放大器电路
改进的电路不需要精密 电阻匹配
跟踪基准电压源
高性能跟踪基准电压源AD588利用精密调整电阻实现出色的匹配
跟踪基准电压源
使用四通道运算放大器的多路输出跟踪基准电压源设计 10V、7.5V、5V、2.5V – 其它电压可以设置 需要使用精密电阻
反相运算放大器电路对传感器很有用
电流流向虚拟地，因此传感器上无电压变化 通常比让电流流经电阻更快
用于电源电流检测的高端和低端
光电二极管等效电路
入射 光 光 电流 RSH(T) 100kW 100GW CJ
理想 二极管
注：温度每升高10°C，RSH减半
电流电压转换器（简图）
ISC = 30pA (0.001 fc) R = 1000MW
ATS-1000V系列高精度基准电压源
ATS-1000V 系列高精度基准电压源
•输出电压0~13V •额定输出电流50mA •高精度、高稳定性电压输出•连续可调，精度高达6½位•电压输出分辨率10μV •电压增益数控可调
简介
Introduction
ATS-1000V 是一款高精度、高稳定性电压输出的基准电压源。
最大输出13V 电压，额定输出电流50mA 。
电压分辨率可达10μV ，输出精度高，噪声低。
操作面板液晶显示，简洁易懂，易于操作。
输出
Output
ATS -1000V 高精度基准电压源输出数控可调，客户可根据测试的电压需求进行调节。
液晶显示
Liquid-crystal Display
ATS-1000V 系列采用液晶屏显示，设备状态及参数动态显示，操作界面一目了然，简洁易懂。
应用领域
Application Fields
电压基准芯片检测传感器检测
校验仪器仪表的精度高精度的标准信号电子测试与设计电路性能验证
型号ATS-1100V ATS-1200V 输出电压DC
0~13.0000V
0~13.00000V
位数5½6½分辨率100μV 10μV 额定输出电流50mA
50mA
稳定度24h ，±1℃20+2004+30
±（ppm output+μV ）
负载调整率≤10ppm /mA ≤1ppm /mA
0mA ＜I out ＜50mA。
电压基准源
CMOS基准源
是什么？如何构造？应用？优缺点？
01.为了解决三极管出现的问题， 提出的仅使用MOS管构建的电压基 准源。 理论基础：用MOS管的迁移率和阈值电压存在的温度特性进行 正负温度补偿。 T B μ n (T ) μ n (T0 )( ) MOS管迁移率的温度特性可描述为： T0 MOS管阈值电压的温度特性可描述为：Vthn (T ) Vthn (T0 ) BV (T T 0 ) 其中 B μ n， B Vthn 分别是迁移率和阈值电压的温度指数。
具体的应用电路
图1、电压相加形四位R-2RT型电阻网络DAC
图2、并行比较型ADC
02
电压基准源如何构造
1、齐纳击穿 2、带隙温度补偿 3、其他
齐纳管式电压基准源
是什么？如何构造？应用？优缺点？
01. 利用pn结反向击穿的稳压特性 制作的稳压管
图3、理想情况下二极管的伏安特性曲线
齐纳管式电压基准源
图9、能隙基准源典型电路3
假设n 9。 ln 9 2.197, 则k 10.5。
能隙温度补偿基准源
是什么？如何构造？应用？优缺点？
04.优缺点
优点：1、温度系数低 2、原理相对简单 3、工作电压较低 缺点：1、使用了BJT，与主流CMOS工艺不兼容。 （失调问题） 2、器件面积较大。 3、对电流增益β的要求较高。 4、VBE 线性化模型不够精确。
03. 应用电路
限流电阻的选取：
Vref Iref
(Vin(max) Vref ) 50mA I LOAD (min)
RS
(Vin(min) Vref ) 100uA I LOAD (max)
图5、MAX6330器件典型应用
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电压基准芯片的参数解析及应用技巧
电压基准芯片是一类高性能模拟芯片，常用在各种数据采集系统中，实现高精度数据采集。
几乎所有电压基准芯片都在为实现“高精度”而努力,但要在各种不同应用场合真正实现高精度，则需要了解电压基准的内部结构以及各项参数的涵义，并要掌握一些必要的应用技巧。
电压基准芯片的分类
根据内部基准电压产生结构不同，电压基准分为：带隙电压基准和稳压管电压基准两类。
带隙电压基准结构是将一个正向偏置PN结和一个与VT（热电势）相关的电压串联，利用PN 结的负温度系数与VT的正温度系数相抵消实现温度补偿。
稳压管电压基准结构是将一个次表面击穿的稳压管和一个PN结串联，利用稳压管的正温度系数和PN结的负温度系数相抵消实现温度补偿。
次表面击穿有利于降低噪声。
稳压管电压基准的基准电压较高(约7V)；而带隙电压基准的基准电压比较低，因此后者在要求低供电电压的情况下应用更为广泛。
根据外部应用结构不同，电压基准分为：串联型和并联型两类。
应用时，串联型电压基准与三端稳压电源类似，基准电压与负载串联；并联型电压基准与稳压管类似，基准电压与负载并联。
带隙电压基准和稳压管电压基准都可以应用到这两种结构中。
串联型电压基准的优点在于,只要求输入电源提供芯片的静态电流，并在负载存在时提供负载电流；并联型电压基准则要求所设置的偏置电流大于芯片的静态电流与最大负载电流的总和，不适合低功耗应用。
并联型电压基准的优点在于，采用电流偏置，能够满足很宽的输入电压范围，而且适合做悬浮式的电压基准。
电压基准芯片参数解析
安肯（北京）微电子即将推出的ICN25XX系列电压基准，是一系列高精度，低功耗的串联型电压基准，采用小尺寸的SOT23-3封装，提供1.25V、2.048V、2.5V、3.0V、3.3V、4.096V 输出电压,并提供良好的温度漂移特性和噪声特性。
图1.串联型电压基准芯片和并联型电压基准芯片示意图
表1列出了电压基准芯片与精度相关的各项参数。
首先要考虑输出电压的初始精度。
不同型号的电压基准芯片，初始精度可能从0.02%变化到1%。
这就意味着它们能够达到不同的系统精度，0.02%能够适应12位的系统精度，1%只能够适应6位的系统精度。
对于不能自行校准的系统，需要根据精度要求选择初始精度合适的芯片。
多数系统设计者可以通过软件或硬件校准调整初始精度误差，因此初始精度并不是限制电压基准芯片应用的主要因素。
表1.电压基准芯片的主要参数。
输出电压的温度漂移系数是衡量电压基准芯片性能的一个重要参数。
它代表一个平均量，可以通过这个参数估算芯片输出电压在整个工作温度范围内的变化范围，这个参数不代表某一特定温度点的输出电压随温度变化的斜率。
由温度漂移导致的精度误差很难通过系统校准的方法来减小。
ICN25XX系列电压基准芯片采用专利的补偿电路和修调电路实现了良好的温度漂移特性：在-40?C到125?C温度范围内，温度漂移系数小于10ppm/?C。
图2为测试得到的典型温度漂移曲线。
图2.ICN2520 典型温度漂移曲线
电压基准芯片的输出电压会随着使用时间增加而变化，通常是朝一个方向按指数特性变化，使用时间越长，变化越小，因此以公式1为单位表示电压基准芯片的长期稳定性，以反映输出电压变化量随使用时间指数衰减。
长期稳定性是在几个月甚至几年的使用过程中体现出来的，很难通过出厂时的测试来保证。
有些芯片会在出厂前经过一段时间的老化测试以保证较好的长期稳定性。
定期对系统进行校准，可以避免长期稳定性带来的误差。
对于无法定期校准的系统，就要选用具有良好的长期稳定性的电压基准芯片。
采用金属壳封装的芯片，由于排除了封装应力的影响，因而一般具有更好的长期稳定性。
噪声是衡量电压基准芯片的性能的另一个重要参数。
通常在0.1Hz到10Hz和10Hz到10kHz两个频率范围内给出噪声参数，以便设计者估算电压基准在所关注的频率范围内的噪声。
输出噪声通常与输出电压成比例，以ppm为单位。
0.1Hz到10Hz的噪声主要是闪烁噪声，或称为公式2噪声，其噪声幅度与频率成反比，一般会给出这一频率范围内噪声的峰峰值（P-P）。
不同半导体器件的闪烁噪声特性差别很大，例如MOSFET的闪烁噪声比较大，而双极型晶体管的闪烁噪声则要小得多，次表面击穿的稳压管闪烁噪声也很小，因此采用不同工艺设计的电压基准芯片，低频噪声特性差别会比较大。
图3.ICN2520电压基准芯片的噪声特性曲线
10Hz到10kHz频率范围以及高于这个频率范围的噪声主要是热噪声，在有效带宽内频率特性基本上是平坦的，通过给出的噪声有效值（rms）可以很容易估算出某一频率范围内的热噪声。
增大电流可以有效降低噪声，因此优良的噪声特性往往是以牺牲功耗为代价的。
用户可以在电压基准输出端添加滤波电容或其他滤波电路限制噪声带宽，以改善噪声特性，从而达到设计要求。
ICN25XX系列电压基准芯片采用特殊的内部结构，达到了CMOS工艺通常很难实现的低噪声水平：0.1Hz到10Hz为13ppm（P-P）；10Hz到10kHz为32ppm（rms）；而且还保持了CMOS 工艺的功耗优势，静态电流仅为75A。
某些应用对电压基准芯片的瞬态特性会有要求。
瞬态特性包括三个方面：上电建立时间、小信号输出阻抗（高频）、大信号恢复时间（动态负载）。
不同厂商推出的电压基准芯片的瞬态特性可能区别很大，良好的瞬态特性往往也是以牺牲功耗为代价的。
ICN25XX系列电压基准内部集成缓冲放大器，采用特殊结构，能够提供良好的瞬态特性、线性调整率及负载调整率，并能够保证很大输出滤波电容范围内的稳定性。