精密雙極性電壓基準(zhǔn)的建立

大多數(shù)電壓基準(zhǔn)IC均是以其低側(cè)電源軌為基準(zhǔn)。如果你的電路用正負(fù)兩種電壓，可以在一個(gè)IC基準(zhǔn)的輸出端接一個(gè)-1增益的轉(zhuǎn)換器，就能獲得負(fù)的基準(zhǔn)電壓。但如果你的模擬電路采用的是單一電源，就必須將共模電壓轉(zhuǎn)換到一個(gè)特殊電平上。圖1中的電路可以用來(lái)完成這個(gè)工作。

　　基準(zhǔn)芯片IC1的輸出電壓VREF連接到放大器IC2(AD8475)的非反相輸入端。AD8475是一個(gè)高精密、差分輸出的×0.4/×0.8放大器，本例中接為×0.8放大器(參考文獻(xiàn)1)。IC2的負(fù)輸入端-IN接地。其正負(fù)輸出端的電壓構(gòu)成了正、負(fù)輸出基準(zhǔn)電壓，并都以共模電壓VCOM為基準(zhǔn)。所產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓幅度為(1/2)×0.8×VREF=1V。

　　AD8475增益為0.4和0.8，公差不超過(guò)0.05%，因?yàn)樵撈骷?nèi)部有經(jīng)過(guò)激光微調(diào)的增益設(shè)定電阻。本電路使用了AD8475的增益設(shè)定選項(xiàng)。器件一般用做一個(gè)×0.8的放大器，將+VIN0.4×和-VIN0.4×兩端空接。不過(guò)，在圖1的電路中，這些輸入端互相連接在一起，構(gòu)成了一個(gè)VREF的高精度1:1分壓器。

　　AD8475的輸入端連接到該結(jié)點(diǎn)，所產(chǎn)生的共模基準(zhǔn)電壓就變?yōu)閂REF/2。表1中Case A表明，所測(cè)得的共模電壓大約比VREF/2低0.6%。這個(gè)差值的原因是：AD8475內(nèi)連接的VCOM輸入端通過(guò)一個(gè)200 kΩ電阻接至VS腳，并通過(guò)另外一個(gè)200 kΩ電阻接地。因此，可以將輸入VCOM看作一個(gè)串接了100 kΩ電阻的VS/2=2.5V源模型。這個(gè)串聯(lián)電阻相當(dāng)于與電阻R+VIN0.4×并聯(lián)，從而使1:1的分壓比產(chǎn)生了少許偏差。在Case B和C情況下，VCOM腳連接到Point A。只有Case C中才接了補(bǔ)償電阻。可以從Case B和C的值得到證明，RCOMP使COM輸出的相對(duì)電壓誤差從0.632%成為了-0.032%。

　　在很多應(yīng)用中，雙極性基準(zhǔn)電壓的差值大小很重要，而這個(gè)不平衡對(duì)它沒(méi)有影響。但是，如果你的應(yīng)用需要高精度的共模電壓，可以在VCOM腳與地之間接一個(gè)100 kΩ的補(bǔ)償電阻，這樣電路就工作在Case C情況下。這種方法幾乎能完全保持1:1的準(zhǔn)確分壓比。