新手硬件工程师需要掌握的几种基准电压源电路

Part 01

前言

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？基准电压源就是用作基准电压的电压源，哈哈，妥妥的废话文学。举个例子，比如我们平时用的尺子，1cm为什么是那么长呢？其实说白了是有一个标准做参考的，尺子的1cm严格来说不一定是1cm，因为存在误差。

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。

接下来我们就说说几种常见的基准电压源电路。

Part 02

齐纳二极管

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

Part 03

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。

Part 04

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。

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。