200mA精密基准电压源的多种用途

LT6658 不是一款普通的基准或稳压器，因为它在这两种功能方面的表现同样出色。此外，由于其独特的架构布置，它不仅仅是提供具有大量电流的精确电压。本文将讨论以下电路，演示各种电路可能性。虽然有相当多的应用说明，但毫无疑问，LT6658将成为一个引人注目的解决方案，但这里没有明确实现。作为兼具基准电压源和稳压器的产品，LT6658 被称为 Refulator唰唰��.

Refulator适用于需要精密基准电压源且能够为相关信号链组件供电的设计，例如数据转换器、放大器、桥式传感器和其他高性能电路器件。

介绍

此关键规格和特性列表说明了 LT6658 的性能。关键基准规格包括10 ppm/°C时的漂移和0.05%时的初始精度。关键稳压器规格为0.25 μV/mA负载调节，两个输出源出150 mA和50 mA的电流。出色的PSRR、低噪声、输出跟踪和降噪引脚相结合，将基准电压源和稳压器领域的优点整合到一个封装中。

双输出：

源电流 ： 150 mA 和 50 mA

灌电流：20 mA/缓冲器

漂移：10 ppm/°C

准确度：0.05%

负载调整率：0.25 μV/mA

输出跟踪：±150 μV

PSRR：10 Hz 时为 >100 dB

0.1 Hz 至 10 Hz 噪声：1.5 ppm 峰峰值

最大电源：36 V

降噪引脚

输出禁用引脚

电流保护

热保护

占地面积小

温度范围：–40°C 至 +125°C

LT6658的典型应用如图1所示。内部框图说明了带隙功能，后接一个可选的滤波器功能，后跟两个缓冲器，其同相输入连接在一起。在此应用中，缓冲器的反相输入VOUT1_S和 VOUT2_S，与输出 V 相关联OUT1_F和 VOUT2_F作为具有开尔文感的电压跟随器。

LT6658 与许多基准和稳压器的不同之处在于，它具有一个主动吸收的 A/B 类输出级以及源出电流。此外，它还设计用于驱动 1 μF 至 50 μF 或更高的容性负载。当输出端并联一个1 μF陶瓷电容和一个大电容时，大容性负载是稳定的。

图1.LT6658的典型应用。

输出缓冲器经过调整，以最大限度地减少漂移，从而在整个工作和负载条件下实现出色的跟踪。完整的数据手册和规格可以在这里找到。

简单的输出配置和应用

由于反相输入可用，因此可以将其设置为非单位增益，如图2所示。一个 LT5400-4 具有 0.01% 的匹配，以保持 LT6658 的精度。此示例提供精确的5 V和2.5 V电源轨，可用作±2.5 V稳压器应用，2.5 V输出提供
分离电源接地。非单位增益可以应用于两个输出，以产生1 V至6 V之间的任何输出电压。

图2.简单的非单位增益电路，产生一个±2.5 V接地的分离电源。

使用反相输入可从较高的输出电压产生较低的输出电压。图3显示了如何使用3.3 V输出产生1.8 V输出。由于同相输入连接到2.5 V，因此很容易产生较低的输出电压。V 的表达式OUT2_F是

其中 RF1和 RF2是缓冲反馈电阻和R合1和 RHNS是缓冲输入电阻。

图3.具有增益和反转的应用。

在此应用中唯一受到影响的参数是精度，这取决于R的比率F/R在.此外，本应用还说明了如何利用旁路输出用作±10 mA拉电流和灌电流输出。请注意，旁路引脚上的任何变化都将直接影响V输出1和 V输出2输出。

输出电压可以调整至2.5 V至6 V之间的值，如图4所示。微调可以通过机械修剪或数字微调电位器来完成。数字调整特别有助于校正ADC和DAC误差。微调电位器可以组合以产生相同的输出电压，或者输出电压可以独立控制。

图4.可调增益。

具有两个输出缓冲器提供了灵活性，其中一个输出可以提供必要的电压，另一个输出可以提供精密电流源，如图5所示。

图5.精密电压源和精密电流源应用。

注意输出 VOUT2_F引脚将为一个 V是高于感应线。应调整电源电压以适应 V 上较高的输出电压OUT2_F.由于每个输出都有一个独立的电源输入，因此可以单独驱动它们，以改善通道间隔离或适应不同的输出电压，而不会消耗过多的功率。

通常，当人们在同一句话中提到基准电压源和振荡时，它们指的是不良行为。然而，为了突出LT6658的独特架构，介绍了图6a中的多谐振荡器电路以及图6b中产生的波形。此处，2.2 μF电容和1 kΩ电阻设置时间常数。400 Ω外部正反馈电阻和 400 Ω 内部电阻设置迟滞并影响输出频率，大致为 f = 1/2.2 RC。内部电阻的值为400 Ω ±15%，这将影响输出频率。

图 6a. 多谐振荡器应用。

图 6b. 多谐振荡器输出。

本电路示例显示输出电压摆幅略小于4 V，其中输出低电压降至0.9 V，输出高压降至V在 – 2.5 V. V在本例为6 V，输出未满载。作为 V在超过8.5 V后，输出将箝位在6 V左右，输出占空比将降至约40%。

由于电流流过 400 Ω 的内部电阻，NR 引脚上的电压会发生变化，导致 V输出1也与 V 同步振荡输出2.

另一个通常与基准电压源无关的动态电路是音频放大器。双类 A/B 输出可配置为驱动 8 个 Ω 和 16 个 Ω 扬声器，如图 7 所示。单端源驱动V的反相输入输出1，驱动V的反相输入输出2.带隙设置精密共模，而输出则用作差分驱动器。为了改善转换速率，请使用 LT6658 上的最小输出电容。

图7.音频应用电路。

通过增加互补的分立BJT输出器件，图8中的电路可以提供更大的功率。该电路仅显示一个放大器电路，但两个扬声器可以由两个输出驱动以产生立体声。虽然有更好的音频放大器选择，但这些应用证明了LT6658架构的灵活性。

图8.使用分立BJT的音频应用电路。

应变计应用

LT6658 可充当稳压器和基准，如以下应变计应用所示 （图 9）。LT6658为四个LTC2440提供基准电压和电源电压，2.5 V电源轨偏置四个应变计。每个应变片消耗 7.5 mA，总计 30 mA，完全在 V 以内输出2的50 mA输出规格，并提供ADC基准电压源输入。V输出1为每个LTC2440提供8 mA电流，总电流为32 mA。

图9.LT6658 用作应变计应用的基准和稳压器。

图10显示了具有三个称重传感器的桥式电路应用。LT6658提供精确而稳定的操作，即使总负载电阻仅为82 Ω需要60 mA。高增益缓冲器将保持能够驱动称重传感器的精确电压。第二个输出可以驱动另一个应变计或为下游的ADC转换器供电。

图 10.桥接电路应用。

数据采集应用

对于使用DAC的精密应用，其中基准电流与代码相关，因此必须特别注意电路板布局和寄生电阻。为了利用LTC2641将INL维持在0.1 LSB<，负载调整率需要为<19 ppm/mA。此外，基准输出阻抗和PCB电阻需要<48 mW。LT6658的直流输出电阻约为0.2 mW，PCB电阻误差预算为47.8 mW。

图11示出了采用两个LTC2641精准、16位DAC的应用。由于 LTC2641 的基准电流与代码相关，因此两个 DAC 基准输入需要一个单独的基准。LT6658输出缓冲器的异常跟踪转化为DAC的异常跟踪。

如果只需要一个 DAC，则 LT6658 的第二个输出可为 DAC 和其他精准模拟电路提供输入电压。

图 11.LT6658 驱动两个代码相关型 DAC 基准输入。

LTC®2323-16 是一款具有独立基准输入的双通道、16 位 ADC。这允许每个ADC使用不同的基准电压。图12显示了一种配置方式，其中2.5 V和5 V基准电压驱动单独的基准输入。同样，LT6658 输出缓冲器也能很好地跟踪转换结果。

图 12.LT6658 驱动具有独立电压基准的 LTC2323-16 双通道 ADC。

精密信号处理和调理可能涉及多个集成电路。图 13 是 LT6658 用作 18 位转换器的电源电压和基准电压的示例。电容式SAR转换器对一系列内部电容器进行持续充电和放电。SAR转换器的动态基准电流会对基准电压造成严重破坏。LT6658 能够通过提供一个精准的电压来保持稳定性，而第二个输出则能够提供精准的电源。此外，LT6658 还具有向多个基准输入提供电压的电流驱动能力。另一种说法是LT6658具有较大的基准扇出能力。

图 13.18位数据采集应用。

上述应用中的缓冲器为精密电路提供基准电压。一个合理的问题是，一个缓冲区的输出上的活动是否会影响另一个缓冲区的输出。当NR引脚上有一个10 μF电容时，直流时电源抑制为>100 dB，持续超过1 kHz。这是当 V合1和 V合2引脚连接在一起。有关交流PSRR的详细信息，请参见LT6658数据手册。直流至100 Hz时，通道间隔离电源至输出为>130 dB。

带跟踪功能的多通道输出电源

多个 LT6658 的 NR 引脚可以连接在一起，从而形成一个具有跟踪功能的多通道精准电源。在图14所示的示例中，四个LT6658的NR引脚连接在一起。由此产生的电源具有八个跟踪输出。也就是说，由于所有NR引脚都连接在一起，因此四个LT6658中的每一个的输出缓冲器将跟踪整个温度。图15a显示了精密调整输出如何在宽温度范围内跟踪。此图中的七条迹线称为第一个 V输出1.这显示了输出缓冲器的低失调电压和低温度漂移。

通过将NR引脚连接在一起，缓冲器的输入电压相同，并且C星期日电容器将组合成更大的值，从而降低带隙电路的噪声带宽。输出缓冲器产生的噪声密度谱如图15b所示，其中噪声以输出缓冲器为主，带隙噪声在小于10 Hz时滚动。

此示例显示配置为单位增益的所有通道。输出电压可以针对各种输出电压值进行配置。虽然这些器件共享NR引脚和电源电压，但它们仍能保持出色的PSRR、负载隔离和负载调节性能。

图 14.并联NR引脚，用于具有输出跟踪功能的多通道电源。

图 15a. 跟踪。

图 15b.输出电压噪声密度。

大电流、低温系数电路

图 16 示出了 LTC6655-2.5 低噪声基准如何过驱 LT6658 的 NR 引脚。结果是一个双输出、低温度系数 （TC）、高电流基准。该电路的一个变体包括向其中一个通道增加增益并驱动 LTC6655 的 V在针。LTC6655-2.5需要500 mV裕量，因此需要LT6658的一个缓冲器提供至少3 V输出。

图 16.低漂移、高电流应用。

电源应用

缓冲器输出可以组合在一起，提供200 mA单路输出。电阻器允许将输出连接在一起而不会造成严重破坏。图17所示电路的负载调整率受电阻值限制，为3 ppm/mA。这是对器件典型负载调节0.25 μV/mA的补充。电阻器也可以调整以降低负载调整率。而且，由于电阻值如此之低，功耗不是问题。

电阻器可由印刷电路板走线构成。可以使用一盎司或两盎司铜，也可以安排0.01 Ω电阻的组合。该电路还将以与源出电流相同的比率吸收电流。

图 17.用于 200 mA 输出的并行输出。

两个输出将尝试相互补偿，它们之间需要一些电阻。两个输出之间可能存在高达±70 μV的差值。使用所示值 0.01 Ω 和 0.03 Ω，输出缓冲器之间流淌的电流高达几毫安。随着电阻值的增加，该共享电流减小。但是，较大的隔离电阻意味着较大的负载调节误差，如表1所示。

R1 （Ω）	R2 （Ω）	负载调整率（ppm/mA）
0.01	0.03	3
0.02	0.06	6
0.03	0.09	9
0.04	0.12	12
0.05	0.15	15

对于需要大量精密电流的应用，LT6658可与几个晶体管和镇流电阻结合使用，以创建精密低噪声、5 A固定直流电源，如图18所示。

图 18.精密、低噪声固定、2.5 V、5 A电源电路。

通过一些修改，可以从图18推导出可变电源，如图19所示。一篇博客文章讨论了这种设计，可以在这里找到。

图 19.精密、低噪声可变，1 V至5 V，5 A电源。

为射频电路供电

图20中的应用采用LT6658供电，其中一个输出增加到3 V，另一个输出降低到1.4 V。这为I和Q信号放大器/滤波器和调制器提供电源。3 V输出为滤波器和调制器供电，而1.4 V输出设置共模。LT6658 的 OD 引脚用于在发射和待机之间切换电路。

图 20.低功耗、低噪声I和Q信号放大器/滤波器和调制器。

递归引用

虽然 LT6658 具有出色的电源抑制能力，但图 21 将电源抑制提升到一个新的水平。图 21 中所示的递归引用在 V 上创建输出输出2这与电源电压非常隔离。V合1和 V在由外部电源驱动，在V上产生5 V电源输出1.一旦激活，V输出1然后接管为 V 供电在随后，V合2，将这些电源输入与外部电源隔离。

图 21.a） 极端电源抑制电路，b） 递归基准的交流电源抑制比。

如图21b所示，在我们的测试设置极限下，可测量的低频电源抑制超过140 dB。包括一个理论迹线，指示更有可能的电源抑制。

24位、高分辨率ADC应用

AD7768-1是一款精密、24位Σ-Δ转换器，专为宽带宽、高密度仪器仪表、能源和医疗保健设备而设计。AD7768-1是一款要求苛刻的转换器，需要低噪声、精密、固态基准电压源来驱动其基准输入引脚。对于此应用，LT6658的一个输出为模拟电源引脚AVDD1和AVDD2提供5 V电压。另一路输出为基准输入提供4.096 V电压。

图 22.一款由 LT6658 供电的 24 位、同步采样 Σ-Δ 转换器。

得到的FFT具有1 kHz输入音和最快的可用采样速率，如图23所示。为了正确看待这一点，4.096 V基准电压源被分频为488 nV的LSB大小。任何噪声、纹波或馈通在测量结果中都变得显而易见。

图 23.AD7768-1和LT6658应用的FFT。

结论

LT6658 的多功能性和灵活性在少数应用中得到了考虑。虽然此处显示的应用使用 2.5 V 变体，但还有其他五种电压选项可用，即 1.2 V、1.8 V、3 V、3.3 V 和 5 V。所有六种选项均具有ADI公司众所周知的相同严格规格和严格测试。

LT6658 旨在满足那些希望从一个基准获得更大电源电流的客户的需求。有两个输出似乎是明智的，并且出现了上述架构。如前面几页所示，此体系结构可用于各种应用程序。毫无疑问，我们的客户会发现许多其他创新方法来应用 LT6658。

审核编辑：郭婷