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模擬或混合信號(hào)實(shí)驗(yàn)室中不能有太多的電壓源。簡單合適的高精度電壓源可在一個(gè)運(yùn)算放大器電路中設(shè)定偏置點(diǎn)、通過一個(gè)大電阻調(diào)整電源的反饋節(jié)點(diǎn)，或?qū)?a href="http://m.qingdxww.cn/keyword/ADC" target="_blank" class="relatedlink">ADC進(jìn)行快速的線性測試。工程師們經(jīng)常使用直流電源，因?yàn)檫@是他們能找到的唯一電源。許多實(shí)驗(yàn)室中缺乏真正的電壓校準(zhǔn)源。本設(shè)計(jì)實(shí)例描述了重復(fù)利用原有的精密電位器的電路。這種電位器能直接讀取刻度，并能裝到實(shí)驗(yàn)室電壓箱中。 在圖1中的電路中有幾種類型的電位計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)10匝電位計(jì)通常有0.1%的線性度，對(duì)常見的調(diào)整效果很好。但有五十年歷史的總阻抗為100 kΩ或更低的Kelvin-Varley分壓器可達(dá)到10ppm的精度。如果電壓源有跡象表明其輸出是正確的，會(huì)很實(shí)用。數(shù)字式面板儀表是實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)的一種方法。然而，即使0.1% 精度的電位計(jì)也比這些儀表精度高。所以要表明輸出是正確的，只需要知道電源是否接通，電源電壓是否夠大，輸出放大器是否正常工作而并未發(fā)出或吸收太多的電流或振蕩。 單一紅綠藍(lán)LED提供了三種指示。綠色LED在電源開啟的低占空時(shí)閃動(dòng)，在電池電壓太低時(shí)保持點(diǎn)亮。當(dāng)輸出失控時(shí)紅色LED點(diǎn)亮，IC4B為低占空比張弛振蕩器，能以0.5Hz的脈 沖驅(qū)動(dòng)綠色LED達(dá)5ms。當(dāng)吸收電流過多時(shí)藍(lán)色LED點(diǎn)亮。如果輸出開始振蕩，LED變成粉色。 IC4A將正極性電池電壓與精密的10V參考輸出比較，當(dāng)正極性電池電壓降到低于11.5V時(shí)，持續(xù)地點(diǎn)亮綠色LED。這一級(jí)別電壓為參考電壓的電壓降，這時(shí)就應(yīng)該更換電池了。正極性電源的負(fù)載大于負(fù)極性電源上的負(fù)載，所以最先消耗這些電池。而且，由于只有兩節(jié)電池構(gòu)成了負(fù)極性電源，電池浪費(fèi)最小。另外，也可將負(fù)極性電池移到正向一端，以將最后的能量都利用起來。 IC1為基準(zhǔn)，即LT1236-10，它增加了一個(gè)調(diào)整電路。LT1236不受時(shí)間和溫度影響，總是保持靜態(tài)穩(wěn)定的狀態(tài)。其輸出驅(qū)動(dòng)精密電位計(jì)或Kelvin-Varley分壓器的上部。電路的輸出可調(diào)整到10V，此時(shí)電位計(jì)或分壓器處在最大值。LT1881放大器的兩部分IC2A和IC2B可以緩沖電位計(jì)或分壓器的輸出。兩個(gè)緩沖器的組合偏置電流最大為400pA，導(dǎo)致了100kΩ電位計(jì)在中間刻度時(shí)產(chǎn)生約10mV的輸出電壓變化。確保有合適非反相輸入以防止漏電電流。50mV的最大偏移和130dB的共模抑制比（CMRR）將整個(gè)精度控制在10V總范圍的10ppm 內(nèi)。 LT1881的1/2部分為電壓箱的電壓輸出。另1/2部分用于驅(qū)動(dòng)兩個(gè)進(jìn)入IC5即LT1017雙比較器的輸入，其每個(gè)比較器的輸入偏置電流為15nA。Q1"Q6構(gòu)成一個(gè)100mA 電流吸收器和分別相對(duì)于負(fù)極和正極的電源。調(diào)整 R1和R2來設(shè)置輸出電壓窗口，該電壓與IC2A的輸出相比較，此電壓為正確輸出電壓的復(fù)制。如果IC2B提供或吸收太多電流，一個(gè)比較器將會(huì)被切斷，從而導(dǎo)通相應(yīng)的LED。如果輸出處于振蕩，兩個(gè)LED都會(huì)點(diǎn)亮。窗口可從0mV "±9.3mV間調(diào)節(jié)，±1mV 是一個(gè)合適的開始位置。 如果需要比LT1881所能保證的 5mA大得多的電流，可以切入一個(gè)LT1010緩沖器提供 “渦輪-提升” 功能，將輸出電流提高到±150mA ，并極大地提高了驅(qū)動(dòng)電容負(fù)載的能力。通常要禁用此緩沖器，因?yàn)樗鼤?huì)從電源吸收10mA以上的電流。開關(guān)S3允許反相極性。如果使用中央關(guān)閉開關(guān)，可以斷開輸出。S1為電源開關(guān)。如果絕緣問題很重要時(shí)，也可以選擇外部電源或電池供電。 |
