僅需一只管腳的極低功耗電壓基準

電源軌一般用于為微控制器的電壓基準源供電。在功率關鍵的電池供電應用中，即使持續數10s的毫安級電流也是被禁止的。這種情況下，需要增加一個用于控制基準電壓通斷的管腳。通過與電壓基準源并聯一個0.1μF電容，并使用一個可從本設計實例在線版上下載的簡單軟件，只需要一個管腳就可以同時完成基準電壓的供電與讀取任務。

圖1，一個電壓基準與一只電容為微控制器提供一個基準電壓。

　　當如圖1連接電壓基準時，軟件將Microchip公司PIC芯片的VREF（基準電壓）管腳配置成一個開關導通的輸出端。經過約300μs后，電容上的電壓穩在1.225V。

　　ZXRE4041上電時存在著一個初始過沖。然后，該管腳被配置為一個ADC基準電壓源的模擬輸入。當ZXRE4041斷電時，在下一個50μs中，基準電壓會快速掉落20mV。有了0.1μF電容，因為有泄漏，電壓會在2ms時間上緩慢跌落60mV。雖然這個延遲是指數性的，但速率很低，從實用角度說，可以認為在這個短的時間窗口內它是線性的。

　　另外還要考慮到，在轉換期間，ADC會通過10kΩ電阻消耗電流，造成壓降。雖然Microchip公司并未在自己的文檔中給出這個壓降的特性，但通過對多款器件80mV壓降的測試，得到了一個6.67μA的計算電流值。采用傳統的內部4MHz時鐘，并將ADC振蕩時鐘頻率除以16，用于最低工作電壓的運行，一次變換要用45μs。這個動作略微消耗了電容電量，但這種消耗大約只有2mV或3mV。用初始瓦秒減去用掉的瓦秒，就得到了較低的值。從初始穩態的1.225V減去這些固定、可重復的損耗，就得到了一個新的基準電壓，即1.225VREF–0.02V關機壓降–0.080 IR降=1.145V。

　　用75μs做模數轉換、存儲數值，并在另外一個通道設置下一個轉換，11次轉換就可以得到低至22.5mV的最后一個基準電壓，即：10×75μs×(60mV/2000μs)。與第一次轉換的結果相比，誤差只有1.9%。

　　如果你只需要為某種消費產品提供一個適當的電壓，例如低電池電壓警告，則可以用一支LED，而不必用ZXRE4041。只要將R1的值改為300Ω，就能提供足以點亮LED的電流。雖然LED沒有專用電壓基準芯片的溫度穩定性，但對應用來說這種變動是能夠接受的，因為大多數消費產品的使用都在人類的舒適范圍內。如果LED已是系統中的一個組成部分，則電壓基準的成本就只剩下軟件了。采用這種技巧，現在可以用LED提供狀態指示燈、光電探測器和電壓基準功能，只需要用軟件重新配置變動，就可以進入一種零功率狀態。