高精度带隙基准电压源在D/A转换电路中的设计与实现
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更新于2024-08-31
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"本文主要探讨了一种用于D/A转换电路的高精度带隙基准电压源设计,该设计具有良好的温度稳定性和电源抑制比。电路在广泛的温度和电源电压范围内表现出优异的性能,有效温度系数仅为6.1ppm/℃,电源抑制比达到103.7dB。设计的核心是通过双极性晶体管的VBE特性进行补偿,实现零温度系数的基准电压。文章详细阐述了带隙基准电压源的基本原理,包括运算放大器在深度负反馈下的作用,以及如何通过调整电阻和晶体管参数来优化温度特性。此外,还介绍了电路的具体设计,包括使能信号驱动电路、偏置电路和带隙基准电压产生电路,以确保高效率和灵活性。"
带隙基准电压源是D/A转换电路中的关键组件,它提供了一个稳定的参考电压,对转换精度至关重要。在本设计中,通过结合两个具有相反温度系数的VBE(基极-发射极电压差)——一个具有负温度系数,另一个具有正温度系数——实现了温度补偿。运算放大器在负反馈模式下工作,使得两个电流相等,从而产生一个与温度和输入电压无关的基准电压。
电路设计中,使能信号驱动电路由多级反向器构成,以增强驱动能力并降低待机功耗。偏置电路和带隙基准电压产生电路则负责提供精确的基准电压。偏置电路确保了电路工作的稳定条件,而带隙基准电压产生电路则通过精细调整电阻和晶体管参数,实现了在指定温度和电源电压范围内的高精度。
电源抑制比(PSRR)是衡量基准电压源对电源电压变化敏感度的指标,103.7dB的PSRR意味着电源电压的变化对基准电压的影响极小,这在实际应用中极为重要,因为电源电压的波动会直接影响D/A转换的精度。同时,6.1ppm/℃的有效温度系数表明,即使在-20℃到100℃的大温差环境下,该设计也能保持极低的漂移,确保了在整个温度范围内转换结果的一致性。
这种带隙基准电压源设计不仅实现了高精度,还具有出色的电源抑制比和温度稳定性,是D/A转换电路的理想选择,尤其是在对转换精度要求严格的系统中。通过细致的电路设计和参数优化,这种技术可以为各种电子设备提供可靠的参考电压,确保其在各种环境条件下都能保持高质量的模拟输出。
2019-09-17 上传
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