新手硬件工程師需要掌握的幾種基準(zhǔn)電壓源電路

Part 01、前言

相較于電流源，我們平時(shí)用電壓源用得更多一點(diǎn)，有些人會(huì)問(wèn)了，電壓源我知道，什么是基準(zhǔn)電壓源呢？基準(zhǔn)電壓源就是用作基準(zhǔn)電壓的電壓源，哈哈，妥妥的廢話文學(xué)。舉個(gè)例子，比如我們平時(shí)用的尺子，1cm為什么是那么長(zhǎng)呢？其實(shí)說(shuō)白了是有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)做參考的，尺子的1cm嚴(yán)格來(lái)說(shuō)不一定是1cm，因?yàn)榇嬖谡`差。

我們平時(shí)用到的比較器、ADC、DAC或檢測(cè)電路都必須有一個(gè)參考電壓才能完成其工作。通過(guò)我們需要的信號(hào)與已知值進(jìn)行比較，進(jìn)而準(zhǔn)確地量化任何信號(hào)。12位A/D表示輸入信號(hào)將由4,096個(gè)可能的代碼之一表示；4,096 分之一約為0.024%。換句話說(shuō)，如果要獲得12位的絕對(duì)精度，參考電壓必須在所需值0.024%以內(nèi)。

接下來(lái)我們就說(shuō)說(shuō)幾種常見(jiàn)的基準(zhǔn)電壓源電路。

Part 02、齊納二極管

例如，使用9V電源和1N751A ，齊納二極管的Iz為20mA，那么電阻值為 (9-5.1)/20mA = 195 歐姆。這種方案的優(yōu)點(diǎn)就是電路簡(jiǎn)單，并且成本比較低。

Part 03、三端穩(wěn)壓器

我們比較常見(jiàn)的就是7805三端穩(wěn)壓器。這種器件一般具有輸出短路保護(hù)功能，并且比簡(jiǎn)單的齊納穩(wěn)壓器更容易適應(yīng)負(fù)載電流的大范圍波動(dòng)。

Part 04、注意事項(xiàng)

1.溫度

對(duì)于許多部件而言，溫度漂移TC（以 ppm/°C 為單位）是主要的誤差源，也就是溫度每變化1攝氏度，器件電壓值改變百萬(wàn)分之一，該參數(shù)可以在規(guī)格書(shū)中查閱。

從下圖的輸出電壓與溫度特性曲線中很容易看出來(lái)輸出電壓隨環(huán)境溫度的變化在波動(dòng)，環(huán)境溫度不單單指的是外界環(huán)境溫度，還需考慮器件自身發(fā)熱，這樣才能評(píng)估出器件自身最大的溫度條件。

2.良好的電源電壓波動(dòng)抑制能力

也就是輸入電壓的變化而引起的輸出電壓變化的量度。如果輸入電壓波動(dòng)，器件反應(yīng)速度不快，那么輸出電壓會(huì)跟著波動(dòng)。

3.非常好的負(fù)載調(diào)節(jié)能力

由于參考負(fù)載電流的變化而導(dǎo)致的輸出電壓變化的量度。如果在參考工作時(shí)參考負(fù)載電流發(fā)生變化，則此參數(shù)很重要，通常，負(fù)載調(diào)節(jié)率與負(fù)載電流變化的速率成反比。建議使用輸出電容器來(lái)穩(wěn)定受負(fù)載電流瞬變影響的應(yīng)用中的輸出電壓，這里電容的角色就是去耦，也就是用電容作為短時(shí)電源放電，避免負(fù)載對(duì)電源電壓的影響。

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