ADI:200 mA精细基准电压源的很多用处

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LT6658不是一般的基准电压源或稳压器，因为它能相同超卓地履行这两种功用。此外，因为架构布局共同，其效果不仅仅是供给精细电压和足够的电流。本文将谈论的以下电路展现了广泛的电路或许性。尽管本文阐明晰不少运用，但毫无疑问，必定存在本文未明确完结的其他运用，LT6658对这些运用来说也会是十分有用的解决方案。作为一款既是基准电压源又是稳压器的产品，LT6658被称为Refulator™。

Refulator旨在用于需求精细基准电压源且能够为相关信号链器材（如数据转化器、放大器、桥式传感器和其他高功用电路器材）供电的规划。

简介

下面的首要标准和特性列表阐明晰LT6658的功用。基准电压源的首要标准包含10 ppm/°C的漂移和0.05%的初始精度。稳压器的首要标准包含0.25μV/mA的负载调整率，两路输出的拉电流为150 mA和50 mA。超卓的PSRR、低噪声、输出盯梢和降噪引脚相结合，将基准电压源和稳压器二者的最佳特性整合到一个封装中。

双路输出：

• 拉电流：150 mA和50 mA
• 灌电流：20 mA/缓冲器
• 漂移：10 ppm/°C
• 精度：0.05%
• 负载调整率：0.25μV/mA
• 输出盯梢：±150 μV
• PSRR：>100 dB (10 Hz)
• 0.1Hz至10 Hz噪声：1.5 ppm p-p
• 最大电源电压：36 V
• 降噪引脚
• 输出禁用引脚
• 电流维护
• 热维护
• 小尺度
• 温度规模：−40°C至+125°C

LT6658的典型运用如图1所示。内部框图显现，带隙功用之后是可选滤波器功用，然后是两个缓冲器，其同相输入衔接在一起。在此运用中，缓冲器的反相输入V_{OUT1_S}和V_{OUT2_S}衔接到输出V_{OUT1_F}和V_{OUT2_F}，作为具有开尔文检测功用的电压跟从器。

LT6658与许多基准电压源和稳压器的不同之处在于，它具有一个A/B类输出级，能够自动灌电流和拉电流。此外，它还能驱动1μF至50μF或更高的容性负载。将1μF陶瓷电容与大电容并联放置在输出端时，大容性负载即可坚持安稳。

调整输出缓冲器以使漂移最小，然后在作业和负载条件下完结超卓的盯梢。完好数据手册及标准拜见 此处。

简略的输出装备和运用

因为反相输入可用，因而可将其装备为非单位增益，如图2所示。LT5400-4 的匹配精度为0.01%，故LT6658的精度可坚持不变。该示例供给准确的5 V和2.5 V电压轨，可用作±2.5 V稳压器运用，别离电源地由2.5 V输出供给。非单位增益可运用于两路输出，以发作1 V至6 V之间的任何输出电压。

运用反相输入能够从较高输出电压发作较低输出电压。图3演示了怎么通过3.3 V输出发作1.8 V输出。因为同相输入衔接到2.5 V，因而能够轻松发作较低的输出电压。V_{OUT2_F}的表达式为：

其间，R_F1和R_F2是缓冲器反应电阻，R_IN1和R_IN2是缓冲器输入电阻。

此运用中仅有受影响的参数是精度，其取决于R F/R I N的比率。此外，该运用还演示了怎么将BYPASS输出用作±10 mA拉电流和灌电流输出。请注意，BYPASS引脚上的任何改变都会直接影响V_OUT1和V_OUT2输出。

输出电压能够调整为2.5 V到6 V之间的值，如图4所示。调整能够运用机械或数字调整电位计完结。数字调整对校对ADC和DAC差错特别有协助。调整电位计能够组合起来以发作同一输出电压，或许输出电压能够独立加以操控。

两个输出缓冲器供给了灵活性，一路输出可供给必要的电压，另一路输出可供给精细电流源，如图5所示。

请注意，输出V_{OUT2_F}引脚将比检测线路高一个V_BE。应调整电源电压以习惯V_{OUT2_F}上的较高输出电压。每路输出都有一个独立电源输入，因而能够别离驱动这些输出以改进通道间阻隔功用，或习惯不同输出电压而不会耗费过多功率。

当基准电压源和振动出现在同一句话里时，一般意味着不良行为发作。可是，为了杰出阐明LT6658的共同架构，图6a显现了多谐振动器电路，图6b为所发作的波形。这儿，2.2μF电容和1 kΩ电阻设置时间常数。400Ω外部正反应电阻和400内部电阻设置迟滞并影响输出频率，其关系式大致为f = 1/2.2 RC。内部电阻的值为400Ω±15%，这会影响输出频率。

此电路示例显现输出电压摆幅略小于4 V，输出低电压低至0.9 V，输出高电压到达VIN – 2.5 V。此示例中的V_IN为6 V，输出未满载。当V_IN提高到8.5 V以上时，输出将箝位在6 V左右，输出占空比将降至约40%。

电流流过400Ω内部电阻，NR引脚的电压会发作改变，导致V_OUT1也与V_OUT2同步振动。

另一个一般与基准电压源无关的动态电路是音频放大器。两路A/B类输出能够装备来驱动8Ω和16Ω扬声器，如图7所示。单端源驱动V_OUT1的反相输入，继而驱动V_OUT2的反相输入。带隙基准设置精细共模电压，而输出用作差分驱动器。要提高压摆率，LT6658上应运用最小输出电容。

通过添加互补分立BJT输出器材，图8中的电路能够供给更多功率。该电路仅显现一个放大器电路，但两路输出能够驱动两个扬声器以发作立体声。尽管有更好的音频放大器挑选，但这些运用展现了LT6658架构的灵活性。

应变计运用

LT6658可用作稳压器和基准电压源，如以下应变计运用所示（图9）。LT6658为四个LTC2440供给基准电压和电源电压，2.5 V电压轨为四个应变计供给偏置。每个应变计耗费7.5 mA电流，总计耗费30 mA，完全在V_OUT2的50 mA输出标准以内，并能供给ADC基准输入。V_OUT1为每个LTC2440供给8 mA电流，总计32 mA。

图10显现了具有三个称重传感器的桥式电路运用。即便总负载电阻仅为82Ω，需求60 mA电流，LT6658仍能准确安稳地作业。高增益缓冲器将坚持一个能够驱动称重传感器的精细电压。第二路输出能够驱动另一个应变计或向下流ADC转化器供电。

数据收集运用

关于运用DAC的精细运用（基准电流取决于数字码），有必要特别注意电路板布局和寄生电阻。选用LTC2641时，为了坚持INL < 0.1LSB，负载调整率需求小于19 ppm/mA。此外，基准输出阻抗和PCB电阻需求小于48 mW。LT6658的直流输出电阻约为0.2 mW，这为PCB电阻留下了47.8 mW的差错预算。

图11显现了运用两个精细16位DAC LTC2641的运用。LTC2641的基准电流取决于数字码，因而两个DAC基准输入需求独自的基准电压源。LT6658输出缓冲器超卓的盯梢才能意味着DAC也有超卓的盯梢才能。

假如只需求一个DAC，LT6658的第二路输出能够为DAC和其他精细模仿电路供给输入电压。

LTC2323-16 是一款双通道16位ADC，具有独立的基准输入。每个ADC能够有不同的基准电压。图12显现了一种装备，其间2.5 V和5 V基准电压驱动不同的基准输入。相同，LT6658输出缓冲器超卓的盯梢才能使得转化成果也有很好的盯梢才能。

精细信号处理和调度或许触及多个集成电路。在图13所示比如中，LT6658为18位转化器供给电源电压和基准电压。容性SAR转化器不断对内部电容阵列进行充电和放电。SAR转化器的动态基准电流或许会严重破坏基准电压源。LT6658能够通过供给精细电压来坚持安稳性，而第二路输出能够供给精细功率。此外，LT6658具有为多个基准输入供给电压的电流驱动才能。换句话说，LT6658具有强壮的基准扇出才能。

前述运用中的缓冲器为精细电路供给基准电压。一个合理的忧虑是，一个缓冲器的输出上的活动是否会影响另一个缓冲器的输出。当NR引脚上有一个10μF电容时，在DC到1 kHz时，电源按捺才能大于100 dB。这是当VIN1和VIN2引脚衔接在一起的时分。关于沟通PSRR的详细信息，拜见LT6658数 数据手册 。在DC至100 Hz时，输出电源的通道间阻隔大于130 dB。

具有盯梢功用的多通道输出电源

多个LT6658的NR引脚能够衔接在一起，构成一个具有盯梢功用的多通道精细电源。在图14所示比如中，四个LT6658的NR引脚衔接在一起。由此发作的电源有八路盯梢输出。也就是说，因为一切NR引脚都衔接在一起，因而每一个LT6658的输出缓冲器都将盯梢温度。图15a显现了精细调整的输出怎么在很宽温度规模内进行盯梢。该图中的七条迹线与第一个V_OUT1有关。这证明晰输出缓冲器的低失调电压和低温漂移特性。

NR引脚衔接在一起，缓冲器的输入电压相同，C_NR电容器将组合成更大的值，然后减小带隙电路的噪声带宽。输出缓冲器发作的噪声密度频谱如图15b所示，噪声以输出缓冲器噪声为主，带隙噪声在小于10 Hz的频率滚降。

此例显现一切通道都装备为单位增益。输出电压可装备为各种输出电压值。这些器材尽管共用NR引脚和电源电压，但仍能坚持超卓的PSRR、负载阻隔和负载调整率。

高电流、低温度系数电路

图16显现了 LTC6655-2.5 低噪声基准电压源怎么过驱LT6658的NR引脚。成果得到一个双路输出、低温度系数(TC)、高电流基准电压源。该电路的一种改变是给其间一个通道添加增益并驱动LTC6655的VIN引脚。LTC6655-2.5需求500 mV的裕量，因而LT6658的一个缓冲器至少要供给3 V输出。

电源运用

缓冲器输出能够组合在一起，供给单路200 mA输出。电阻答应输出衔接在一起而不会形成严重破坏。图17中电路的负载调整率受电阻值的约束，为3 ppm/mA。此外，器材的典型负载调整率为0.25μV/mA。电阻也能够调整以下降负载调整率。因为电阻值十分低，因而功耗不是问题。

电阻能够由印刷电路板走线构成。能够运用一两盎司的铜，或许装备0.01电阻的组合。该电路灌电流的比率与拉电流相同。

两路输出会企图彼此补偿，它们之间需求必定的电阻。两路输出之间的电压差可达±70μV。运用所示的0.01和0.03值，输出缓冲器之间最多有几毫安的电流流过。跟着电阻值增大，此同享电流会减小。可是，大阻隔电阻意味着负载调整率差错较大，如表1所示。

表1. 负载调整率是输出电阻的函数。

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

关于需求很多精细电流的运用，LT6658可与几个晶体管和镇流电阻结合运用，以发作精细、低噪声、5 A固定直流电源，如图18所示。

进行一些修正，即可从图18所示电路取得可变电源，如图19所示。有一篇博客文章谈论了这种规划，拜见 此处。

为RF电路供电

图20中的运用让LT6658供给电源，一路输出提高到3 V，另一路输出下降到1.4 V。它为I和Q信号放大器/滤波器和调制器供给电源。3 V输出为滤波器和调制器供电，1.4 V输出设置共模电压。LT6658的OD引脚用于使电路在发送和待机状况之间切换。

递归基准电压源

尽管LT6658具有超卓的电源按捺功用，但图21将电源按捺功用提升到一个新的水平。图21所示的递归基准电压源在V_OUT2上发作一个输出，该输出与电源电压完全阻隔。V_IN1和V_IN由外部电源驱动，在V_OUT1上发作5 V电源。一旦激活，V_OUT1便接收为V_IN供电的使命，随后V_IN2将这些电源输入与外部电源阻隔。

如图21b中的曲线所示，在咱们的测验设置限值下，可丈量的低频电源按捺比超越140 dB。图中包含了一条理论曲线，其指示的是更有或许的电源按捺功用。

24位高分辨率ADC运用

AD7768-1 是一款精细24位Σ-Δ转化器，专为宽带宽、高密度仪器仪表、动力和医疗健康设备而规划。AD7768-1是一款要求很高的转化器，需求低噪声、精细且安稳的基准电压源来驱动其基准输入引脚。关于此运用，LT6658的一路输出为模仿电源引脚AVDD1和AVDD2供给5 V电压，另一路输出为基准输入供给4.096 V电压。

在1 kHz输入信号音和最快可用采样速率下，得到的FFT如下图23所示。具体说来，4.096 V基准电压被分红488 nV的LSB。在丈量成果中，任何噪声、纹波或馈通都会变得十分显着。

定论

本文结合若干运用考虑了LT6658的多功用性和灵活性。本文给出的运用运用2.5 V选项，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。一切六种选项都有相同严厉的特性，并通过ADI公司因之出名的严厉测验。

LT6658旨在满意那些期望从基准电压源取得更多电源电流的客户。两路输出似乎是正确的，并且有前述架构。如上文所述，此架构可用于各种运用。毫无疑问，咱们的客户会发现许多其他运用LT6658的立异办法。

有关LT6658功用的更多信息，请拜访咱们的网站，检查《模仿对话》文章Refulator：200 mA精细基准电压源的才能。

称谢

文章中的电路由A D I公司的很多人才供给、构建和测验。感谢Philip Karantzalis、Noe Quintero、Niall McGinley、Robert Keily和Tom Westenberg。还要感谢Aaron Schultz和Catherine Chang对这篇文章供给的有利反应。感谢Brendan Whelan的谈论和支撑。