基准电压源电路设计注意事项

相较于电流源，我们平时用电压源用得更多一点，有些人会问了，电压源我知道，什么是基准电压源呢?无论汽车、微波炉还是手机，所有电子设备都必须以某种方式与“真实”世界交互。

为此，电子设备必须能够将真实世界的测量结果（速度、压力、长度、温度）映射到电子世界中可测的量（电压）。当然，要测量电压，您需要一个衡量标准。该标准就是基准电压。

基准电压源只是一个电路或电路元件，只要电路需要，它就能提供已知电位。如果产品需要采集真实世界的相关信息，例如电池电压或电流、功耗、信号大小或特性、故障识别等，那么必须将相关信号与一个标准进行比较。

每个比较器、ADC、DAC或检测电路必须有一个基准电压源才能完成上述工作（图1）。将目标信号与已知值进行比较，可以准确量化任何信号。

图1：ADC的基准电压源的典型用法 基准电压源规格

我们平时用到的比较器、ADC、DAC 或检测电路都必须有一个参考电压才能完成其工作。通过我们需要的信号与已知值进行比较，进而准确地量化任何信号。

12 位 A/D 表示输入信号将由 4,096 个可能的代码之一表示;4,096 分之一约为 0.024%。换句话说，如果要获得 12 位的绝对精度，参考电压必须在所需值 0.024% 以内。

常见的基准电压源电路

齐纳二极管

齐纳二极管仅在流过特定的测试电流 Iz ，才提供其规定的击穿电压。所以下图的串联限流电阻的大小不能太大，需要确保有足够的电流流过二极管。

齐纳二极管

例如，使用 9V 电源和 1N751A ，齐纳二极管的 I z为 20 mA，那么电阻值为 (9-5.1)/20 mA = 195 欧姆。这种方案的优点就是电路简单，并且成本比较低。

三端稳压器

我们比较常见的就是 7805 三端稳压器。这种器件一般具有输出短路保护功能，并且比简单的齐纳稳压器更容易适应负载电流的大范围波动。

三端稳压器

注意事项

1.温度

对于许多部件而言，温度漂移 TC(以 ppm/°C 为单位)是主要的误差源，也就是温度每变化1摄氏度，器件电压值改变百万分之一，该参数可以在规格书中查阅。

从下图的输出电压与温度特性曲线中很容易看出来输出电压随环境温度的变化在波动，环境温度不单单指的是外界环境温度，还需考虑器件自身发热，这样才能评估出器件自身最大的温度条件。

温度对电压值影响

2.良好的电源电压波动抑制能力

也就是输入电压的变化而引起的输出电压变化的量度。如果输入电压波动，器件反应速度不快，那么输出电压会跟着波动。

3.非常好的负载调节能力

由于参考负载电流的变化而导致的输出电压变化的量度。如果在参考工作时参考负载电流发生变化，则此参数很重要，通常，负载调节率与负载电流变化的速率成反比。

建议使用输出电容器来稳定受负载电流瞬变影响的应用中的输出电压，这里电容的角色就是去耦，也就是用电容作为短时电源放电，避免负载对电源电压的影响。

审核编辑：汤梓红