利用數字控制電位器調節參考電壓的輸出
參考電壓器件的輸出電壓可以用一個(gè)數字控制電位器(DCP)來(lái)調節,不會(huì )太大地改變該器件的溫度系數(TC),TC表示輸出電壓是如何隨工作溫度的改變而改變。有些參考電壓有一個(gè)用DCP微調VOUT的微調引腳。然而,即使沒(méi)有微調引腳也可以用DCP來(lái)調節。
首先,考慮參考電壓有微調引腳的情況。通常,微調輸入有由電阻分配器引起的內部偏差。微調引腳也可以用DCP從外部驅動(dòng)。只要DCP的電阻比微調分配器的電阻低得多,參考電壓可以在數據表上列出的額定值的范圍內變化,從而得到VOUT。理想的情況是,DCP電阻約為微調引腳的電阻的十分之一,因此DCP電阻控制著(zhù)參考電壓器件,而外部偏壓可實(shí)現預期的輸出電壓調節。
配有電阻元件和CMOS開(kāi)關(guān),帶有較低功率I2C總線(xiàn)配備256位的低噪聲DCP是一個(gè)理想的選擇。ISL95810就是一個(gè)例子。I2C總線(xiàn)接口控制著(zhù)變阻器的位置。用戶(hù)可以直接寫(xiě)入相關(guān)聯(lián)的可變變阻器記數器(WR)和不可變的原始值記數器(IVR)。WR的值控制了變阻器的位置。通電后,器件將DCP原始值記數器的值帶回到變阻器記數器。
DCP的高終端(RH)與帶微調引腳的參考電壓的VOUT引腳相連,例如ISL21007或者ISL21009(圖1)。DCP的變阻器終端(RW)與參考微調引腳相連。DCP的低終端(RL)接地,輸出電壓通過(guò)寫(xiě)入變阻器記數器來(lái)調節。ISL21007的微調引腳電阻是625k,ISL95810適用于10k和50k形式。結果是,DCP電阻將控制參考電壓,它將通過(guò)外部偏壓來(lái)實(shí)現要求的輸出電壓調節。采用DCP,當微調引腳在0到VOUT之間掃描時(shí),參考輸出值將偏離額定VOUT高達±2.5%。
對于ISL21007-25和ISL21009-25,他們的額定輸出電壓為2.5V,±2.5%的微調相當于0.125V的范圍。因此,采用256位的DCP在輸出端的變化產(chǎn)生了488μV的步長(cháng)。當微調引腳在室溫下懸空,由內部電壓分配器驅動(dòng)時(shí),它的電壓為額定VOUT的一半。例如,對于上述參考,既然額定輸出電壓為2.5V,那么微調電壓值為1.25V。
采用工業(yè)標準的“box”方法,由指定溫度范圍內測得的參考電壓可以計算出溫度系數:
當參考電壓接DCP進(jìn)行VOUT調節以及微調引腳懸空時(shí),TC大約都是相同的1.7ppm/oC值。圖2所示為用DCP調節微調引腳,參考的VOUT引腳與DCP的RH引腳相連時(shí),輸出電壓隨溫度變化而變化的曲線(xiàn)圖。
不用調節輸出電壓時(shí),微調引腳要懸空。很多參考電壓器件沒(méi)有微調引腳。但根據以前所注意到的,DCP也可以用來(lái)調節他們的VOUT。這種調節可以從0到VOUT,調節的增量取決于器件的額定VOUT和采用的DCP。
圖3所示為DCP和參考電壓器件之間的連接。DCP的RH與VOUT引腳相連,而RL接地。例如,ISL60002-25,一個(gè)三引腳SOT-23的額定VOUT為2.5V,ISL95810,有256位,VOUT在0到VOUT(額定)之間調節的增量約為9.7mV。
ISL21400,是另一沒(méi)有微調引腳的器件,包含一個(gè)精確參考電壓和一個(gè)輸出電壓隨溫度線(xiàn)性變化的溫度傳感器。它使用戶(hù)選擇三個(gè)獲得值在溫度范圍內計算出輸出電壓。對于預期的精確水平,采用DCP可做進(jìn)一步的調節。為了調節多器件的VOUT,可采用雙重或四重器件。
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