摘要: 数字可调基准电压在许多应用中都很有用。例如,当需要绝对精度时,它可以用来微调参考电压,或者调整参考电压以匹配输入信号的满量程电压范围,以最大化数字转换的动态范围。
数字可调基准电压在许多应用中都很有用。例如,当需要绝对精度时,它可以用来微调参考电压,或者调整参考电压以匹配输入信号的满量程电压范围,以最大化数字转换的动态范围。你可以很容易地创建一个可调电压参考与数字电位器(锅)相结合。利用数字锅的数字可变方面来控制基准上的调整电压,使电路灵活实用。这里介绍了三种基本的电路拓扑结构。第一种方法在较宽的范围内实现粗调整电压量程,次一精在窄电压范围内进行调整,第三种是在宽电压范围内进行微调。这些简单的电路可以直接使用,也可以构成更复杂控制系统的基础。
可调基准电压的输出电压,如MAX6160,由中两个电阻R1和R2的比值设定图1。电压和电阻之间的关系由图中电路旁边的方程给出。计算R1和R2值的公式也给出了。
图1所示。MAX6160可调输出电路与固定精度电阻。
图2结合了MAX6160和MAX5462 (100k欧姆, 32头数字锅)。该电路能够在1.23V到5.3V的范围内对输出进行数字调节。ADJ引脚电压限制了最小输出电压,MAX5462和MAX6160的电源电压限制了最大输出电压。当参考电压需要在现场编程到不同的电平,绝对精度不是关键,但需要低漂移时,该电路是有用的。
图2。MAX6160数字可调输出电路与MAX5462 32分接数字锅。
该电路能够将输出电压设置为2.048V的5%、2.50V的7%、4.096V的11%和5.00V的16%。MAX5462的关键规格是5ppm/°C的比率电阻温度系数(tempco)。这种低漂移特性使漂移性能可与固定输出基准电压相媲美,并且可以灵活地粗调整输出。
同样的拓扑可以用于MAX5401 (100k欧姆, 256个分接数字锅),如图图3,将分辨率提高大约一个数量级。该电路能够将输出电压设置为2.048V的0.6%,2.50V的0.8%,4.096V的1.3%和5.00V的1.6%。它与图2中的电路具有相同的优点,但分辨率有所提高。
图3。MAX6160数字可调输出电路与MAX5401 256分接数字锅。
电路图4使用MAX5160(32分接数字锅)与两个固定精密电阻精细调谐周围的特定输出电压。随着总固定电阻与数字锅电阻之比的增加,调谐分辨率增加,范围减小。表1显示了优化后达到0.5%调谐精度的电阻器值选择。这些电阻值可以根据初始精度和漂移的要求而改变。
图4。MAX6160数字可调输出电路与MAX5160 32分头数字锅和固定精密电阻。
表1。图4电路的电阻值选择以达到0.5%的精度
2.048 | ||||
2.500 | ||||
4.096 | ||||
5.000 |
图5将MAX6160与MAX5415(双路,100k欧姆, 256分接数字锅)相结合,在宽输出电压范围内实现精细调节。由于这个电路的对称性,有一些冗余,使得只有25%的设置是唯一的。使用这种有趣的拓扑结构,输出可以设置为2.048V的0.06%,2.500V的0.03%,4.096V的0.08%和5.00V的0.2%。由于两个罐之间的相互作用,传递函数在二维中是非线性的,导致响应类似于马鞍。图中显示了这一点图6在美国,为了清晰度,使用32头数字壶而不是256头数字壶。
图5。MAX6160数字可调基准电压与MAX5415,双,100k欧姆, 256分接数字锅。
图6。图5参考电压输出相对于A和B的电路示意图(为了清晰起见,使用32 × 32抽头而不是256 × 256抽头)。
提出了三种电路拓扑结构,提供了数字调节MAX6160输出电压的能力。第一种拓扑结构提供了使用32或256分接数字锅在大范围内粗略调整输出电压的能力。第二种拓扑结构能够通过使用两个固定电阻和32分接数字锅来精细调整输出电压,大约是单个输出电压。第三种拓扑结构可以通过使用双256分接数字锅在大范围内精细调整输出电压。表2总结了每个电路的初始精度。
表2。初始精度摘要
32 t, 100 k欧姆 | 256 t、100 k欧姆 | 32T, 50k欧姆,两个电阻 | 256T, 100k欧姆,双联 | |
2.048 v | ||||
2.500 v | ||||
4.096 v | ||||
5.000 v |
在选择电路拓扑时,必须考虑系统的初始精度、调整范围和长期漂移要求。低刮擦电阻,低端到端电阻温度和极低的比率温度规格使Maxim的数字电位器成为数字调节参考电压的绝佳选择。
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