|
模擬或混合信號實驗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運算放大器電路中設定偏置點、通過一個大電阻調整電源的反饋節點，或對ADC進行快速的線性測試。工程師們經常使用直流電源，因為這是他們能找到的唯一電源。許多實驗室中缺乏真正的電壓校準源。本設計實例描述了重復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，并能裝到實驗室電壓箱中。 在圖1中的電路中有幾種類型的電位計，標準10匝電位計通常有0.1%的線性度，對常見的調整效果很好。但有五十年歷史的總阻抗為100 kΩ或更低的Kelvin-Varley分壓器可達到10ppm的精度。如果電壓源有跡象表明其輸出是正確的，會很實用。數字式面板儀表是實現此目標的一種方法。然而，即使0.1% 精度的電位計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出或吸收太多的電流或振蕩。 單一紅綠藍LED提供了三種指示。綠色LED在電源開啟的低占空時閃動，在電池電壓太低時保持點亮。當輸出失控時紅色LED點亮，IC4B為低占空比張弛振蕩器，能以0.5Hz的脈 沖驅動綠色LED達5ms。當吸收電流過多時藍色LED點亮。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，當正極性電池電壓降到低于11.5V時，持續地點亮綠色LED。這一級別電壓為參考電壓的電壓降，這時就應該更換電池了。正極性電源的負載大于負極性電源上的負載，所以最先消耗這些電池。而且，由于只有兩節電池構成了負極性電源，電池浪費最小。另外，也可將負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，即LT1236-10，它增加了一個調整電路。LT1236不受時間和溫度影響，總是保持靜態穩定的狀態。其輸出驅動精密電位計或Kelvin-Varley分壓器的上部。電路的輸出可調整到10V，此時電位計或分壓器處在最大值。LT1881放大器的兩部分IC2A和IC2B可以緩沖電位計或分壓器的輸出。兩個緩沖器的組合偏置電流最大為400pA，導致了100kΩ電位計在中間刻度時產生約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）將整個精度控制在10V總范圍的10ppm 內。 LT1881的1/2部分為電壓箱的電壓輸出。另1/2部分用于驅動兩個進入IC5即LT1017雙比較器的輸入，其每個比較器的輸入偏置電流為15nA。Q1"Q6構成一個100mA 電流吸收器和分別相對于負極和正極的電源。調整 R1和R2來設置輸出電壓窗口，該電壓與IC2A的輸出相比較，此電壓為正確輸出電壓的復制。如果IC2B提供或吸收太多電流，一個比較器將會被切斷，從而導通相應的LED。如果輸出處于振蕩，兩個LED都會點亮。窗口可從0mV "±9.3mV間調節，±1mV 是一個合適的開始位置。 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 ，并極大地提高了驅動電容負載的能力。通常要禁用此緩沖器，因為它會從電源吸收10mA以上的電流。開關S3允許反相極性。如果使用中央關閉開關，可以斷開輸出。S1為電源開關。如果絕緣問題很重要時，也可以選擇外部電源或電池供電。 |
