Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 [ 72 ] 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193

мещенным, чтобы две другие схемы были электрически изолированы друг от друга. Кроме того, напряжение пробоя диода D составляет 40 В (минимум), поэтому на него нельзя подавать напряжение обратного смещения больше 40 В.

На рис. 3.38 показан источник опорного напряжения g буфером, использующий источник опорного напряжения с тепловой стабилизацией и ОУ, обеспечивающий развязку устройства опорного напряжения от нагрузки. ОУ служит также для повышения опорного напряжения до требуемого значения: Vq = Vef (1 +

Рис. 3.38. Источник опорного напряжения с буфером, использующий источник опорного напряжения с тер-мостабил изацией.


+ RJRi)- Чтобы ТКН источника опорного напряжения был низким, следует выбрать ОУ с низким ТКН смещения, TKHy(os). Предпочтительно, чтобы этот коэффициент составлял около 1 мкВ/°С или ниже.

Поскольку выходное напряжение является функцией отношения сопротивлений R/Ri, следует особое внимание обратить на выбор и размещение этих двух резисторов. Желательно, чтобы У этих резисторов были низкие и, что даже более важно, хорошо согласованные температурные коэффициенты сопротивления (ТКС); тогда их сопротивления будут изменяться с температурой одинаково и отношение сопротивлений останется постоянным. Очень важно разместить эти резисторы в схеме с учетом тепловых потоков и разности температур. Вообще расположение этих двух резисторов должно быть таким, чтобы разность их температур была минимальной

Обратимся к явлению, которое может оказаться важным при рассмотрении очень низких температурных коэффициентов. Речь

дет о термоэлектрическом напряжении, генерируемом в результате электрического контакта между двумя разнородными материалами (т. е. об эффекте Зеебека). Коэффициент Зеебека - это

Рмоэлектрическое напряжение, полученное при разности тем-



ператур 1 °С для контакта между двумя данными материалами (рис. 3.39). На рис. 3.39 а - коэффициент Зеебека в единицах мкВ/°С, термоэлектрическое напряжение, которое возникает из-за разности температур АТ между двумя контактами для металлов А и Б, будет равно Vs = ос T.

Коэффициент Зеебека между выводами ИС и медными проводами или медными дорожками печатной платы равен 30 мкВ/°С.

Материал А

%НонтантАБ при Tj+AT

Машриал


Матери а г, А

Нантакт АБ при Т, Рис. 3.39. Эффект Зеебека: термопара.

Следовательно, как показано на рис. 3.40, небольшая разность температур, например порядка 0,1 °С, между выводами источника опорного напряжения может привести к термоэлектрическому напряжению с температурным коэффициентом -~3 мкВ/С. что может вызвать серьезное ухудшение в работе источника опорного напряжения Следовательно, важно тщательно продумывать монтаж схемы, обращая особое внимание на то, чтобы свести к минимуму тепловые градиенты и разность температур.

Рассмотрим простой пример расчета источника опорного напряжения с буфером (рис. 3.38). Будем считать, что напряжение питания равно 4-15 В и что требуется выходное опорное напряжение 10 В, По техническим условиям диапазон работы ИС серии LM199 - от 0,5 до 10 мА. Пусть через схему источника опорного напряжения протекает ток 1,0 мА, тогда станет равным R = = {Vo - Vz)l\fi мА = (10 - 6,95) В/1,0 мА = 3 кОм.

Резистор Ri используется для запуска схемы, прошедший через него маленький начальный ток смещения вызывает достаточно большое падение напряжения на источнике. При этом выходное напряжение Vq будет столь велико, что через R потечет ток,



постаточный для выхода схемы на ее полное опорное напряжение, резистор /?4 должен быть достаточно мал, чтобы начальный ток jor инициировать работу схемы. С другой стороны, номинал резистора Ri не должен быть слишком мал, чтобы колебания напряжения питания У" вызырали лишь незначительные колебания тока через источник. Поскольку тока от 10 до 100 мкЛ должно хватить для возбуждения схемы, подходящее значение для Ri находится в диапазоне от ~80 до 800 кОм.

При расчете делителя напряжения следует исходить из условия + RJRi ~ Vo/Vz, которым задается отношение двух со-

т, +лт

Термостабилизиро-Ванный истоинин опорного напряжения


Vs=aAT МеЭныв

проводника

Рис. 3.40, Генерация напряжения Зеебека вследствие разности температур на выводах источника опорного напряжения с термостабилизацией.

противлении. Для определения номиналов R н R важно рассмотреть влияние входного тока смещения ОУ и его температурного коэффициента. Значения Ri и R следует выбирать достаточно малыми, чтобы максимальный ожидаемый ток смещения, протекая через R к R, не вызывал существенного изменения выходного напряжения. Но еще важнее то, что при достаточно малых сопротивлениях R и R2 температурный коэффициент тока смещения не вызовет неприемлемого ухудшения температурного коэффициента всей схемы.

Для этой схемы подходят ОУ LM108A или LM208A, или их аналоги. Эт ОУ характеризуются очень низким напряжением смещения (0,3 мВ среднее, 0,5 мВ максимальное) и, что более важно, очень низким температурным коэффициентом напряжения смещения - 1,0 мкВ/°С (средний) и 5 мкВ/°С (максимальный). Для напряжения на выходе 10 В темпеоатурный коэффициент будет равен 0,14 млн-7°С (средний) и 0,72 млн-7°С (максимальный), поэтому ОУ не внесет сколько-нибудь значительного вклада в общий температурный коэффициент.

2 п" смещения на входе этого ОУ равен 0,8 нА (средний) и "А (максимальный). Температурный коэффициент равен Г пА/°С (средний). Вклад в температурный коэффициент выход-го напряжения за счет температурного коэффициента тока сме-Дения определяется выражением dVo/dT = R (dlB/dT). Следова-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 [ 72 ] 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193