Spannungsregler vs. Spannungsreferenz

Für einige DACs benötige ich eine billige, etwas genaue Spannungsreferenz (~ 0,5%). Zuerst wollte ich einen LDO-Spannungsregler (speziell TC1223) verwenden, er scheint der Rechnung zu entsprechen, die das Datenblatt betrachtet. Dann habe ich gesehen, dass es eine separate Kategorie von ICs gibt, die als Spannungsreferenzen und nicht als Spannungsregler bezeichnet werden. Aber von dem, was ich den Spannungsreferenzen mit der gleichen Anfangsgenauigkeit wie dem oben erwähnten Regler entnehmen kann, kostet es mehr und erfordert auch einen oder mehrere externe Widerstände (zumindest die Shunt-Dioden-Referenztypen).

Also habe ich mich gefragt, was der Unterschied zwischen Regulierungsbehörden und Referenzen ist und ob ich mit einer Regulierungsbehörde für meine Bedürfnisse auskommen kann oder ob ich eine Referenz erhalten sollte, ungeachtet des höheren Preises für scheinbar ähnliche Spezifikationen. Vielen Dank.

Ein Spannungsregler ist so ausgelegt, dass er eine variable Spannung (beispielsweise 2-5 V) aufnimmt und eine konstante Spannung (beispielsweise 3,3 V) ausgibt. In der Regel werden jetzt Spannungsregler zur Stromversorgung eines Stromkreises verwendet, was bedeutet, dass sie im Allgemeinen einen Stromausgang von einigen hundert mA oder mehr haben. Um Kosten, Größe usw. gering zu halten, beträgt die Ausgabetoleranz bei Spannungsreglern (wieder allgemein) einige 10s oder 100s von mV.

Beispielsweise hat der Spannungsregler RG71055 eine minimale Ausgangsspannung von 5,2 V und eine maximale Ausgangsspannung von 5,8 V bei einer Zielausgangsspannung von 5,5 V und kann 30 mA liefern. Das entspricht ungefähr einer Spannungstoleranz von 5%, vorausgesetzt, ich habe die Nummer richtig eingegeben.

Auf der anderen Seite ist eine Spannungsreferenz so ausgelegt, dass sie eine variable Spannung aufnimmt und GENAU die Nennausgangsspannung liefert. Beispielsweise kann der LT1790 5 V mit einer Toleranz von 0,1% liefern, was eine 50-fache Verbesserung gegenüber dem RG71055 darstellt. Der LT1790 kann jedoch nur 5 mA max. Liefern, was 6x weniger ist als der RG71055. Eine Spannungsreferenz wird verwendet, wenn Sie wissen müssen, dass diese Leitung genau eine bestimmte Spannung aufweist (mit anderen Worten, sehr enge Toleranzen). Auf Digikey können Sie eine Spannungsreferenz mit einer Toleranz von 0,01% erhalten. Mit Spannungsreglern haben Sie das Glück, einen mit einer Toleranz von 1% zu erhalten.

Im Allgemeinen (obwohl es Ausnahmen geben wird) haben Referenzen bessere Spezifikationen als Regulierungsbehörden. In diesen Spezifikationen enthalten sind ...

Temperaturstabilität
Eingangsspannungsstabilität
Ausgangslaststabilität

(Stabilität ist eine große Sache mit Referenzen!)

Ausgangsrauschen

... sowie anfängliche Genauigkeit. Sie werden jedoch häufig feststellen, dass einige Referenzen verschiedene Qualitäten aufweisen und eine bessere Anfangsgenauigkeit in den höheren Qualitäten zu einem Preis erhältlich ist!

Natürlich liefert ein Regler einen großen Ausgangsstrom. Die Referenzen variieren von einem niedrigen Ausgangsstrom bis zu im Wesentlichen keinem. Überprüfen Sie die Spezifikationen, um festzustellen, wie viel Strom für die Lieferung ausgelegt ist, und behalten Sie dabei die angegebene Genauigkeit bei.

Ein zusätzlicher Faktor (zu Ihren anderen Antworten): Einige Regulierungsbehörden haben einen Mindeststrom, unter dem sie keine Leistung erbringen können. Dies ähnelt dem von einer Referenz zur Verfügung gestellten Maximalstrom und kann sogar höher sein . Wenn Sie also eine Referenzspannung benötigen (dh nahezu keinen Strom daraus ziehen), benötigen Sie eine Referenzspannung. (Für einen Regler habe ich dies auf LM317 basiert, was wahrscheinlich einem Worst-Case nahe kommt, da es sowohl ein altes Design als auch einstellbar ist.)

Spannungsregler sind Vorrichtungen für die Versorgung mit einer konstanten Spannung entworfen. Sie können entweder signifikante Ströme liefern oder ableiten, aber ihre Ausgangsspannung ist nicht besonders genau. es kann erheblich driften, wenn sich die Last oder die Temperatur ändert, oder es kann sogar von externen Widerständen abhängig sein, um den Regler "zu programmieren".

Ein Beispiel für einen Spannungsregler ist ein LM7805, der 5 V ± 250 mV (5%) ausgibt und mit einem geeigneten Kühlkörper bis zu 2A liefern kann. Es ist kein Temperaturkoeffizient angegeben.

Spannungsreferenzen haben viel mehr präzisen und stabilen Ausgang, können aber nicht Quelle oder Senken keine signifikante Menge an Strom. Sie werden normalerweise in analogen Präzisionsschaltungen verwendet, z. B. bei ADCs.

Ein Beispiel für eine Spannungsreferenz ist der TI REF02, der 5 V ± 10 mV (0,2%) ausgibt, jedoch nur etwa 10 mA liefern kann. Es hat einen Temperaturkoeffizienten von 10 ppm / ° C. (Das heißt, wenn sich seine Temperatur um 1 ° C ändert, ändert sich sein Ausstoß nicht um mehr als 10 ppm oder 0,001%.)

Für Ihre Anwendung reicht der TC1223 nicht aus. Es ist als Spannungsregler ausgelegt und hat eine Ausgangsspannung im Bereich von ± 2,5%. (Die Angabe "V _R ± 0,5%" ist ein roter Hering; dies ist ein "typischer" Wert und kann nicht garantiert werden!) Hier benötigen Sie eine Spannungsreferenz. Wenn Sie die externen Widerstände als problematisch empfinden, verwenden Sie eine Serienreferenz anstelle einer Shunt-Diode.

Das allgemeine Konzept und die Schaltung sind für Spannungsreferenzen gleich. Der Unterschied besteht darin, wie die Details implementiert werden.

Es gibt zwei Topologien, Serien- oder Nebenschluss-Topologien, und in beiden Topologien wird eine LDO- oder Spannungsreferenz erstellt . Ist es wichtig, welches Sie verwenden, nein. Ich habe einige Spannungsreferenzen für eine Stromschiene verwendet, um die Stabilität der analogen Elektronik zu erhöhen. Ich habe LDOs auch als Referenz verwendet, wenn ich der Karte keine Referenz hinzufügen wollte und keine Genauigkeit \ Stabilität benötigte. Achten Sie auf Ihre Ladung und Ihre Anforderungen.

Die Unterschiede sind Spannungsreferenzen, die unter Berücksichtigung dieser Eigenschaften entworfen wurden, um Spannungsfehler zu minimieren.

• Spannungsrauschen
• Langzeitstabilität
• Temperaturdrift
• Thermische Hysterese

Dies erhöht normalerweise immer die Kosten für Spannungsreferenzen gegenüber einem LDO. Spannungsreferenzen weisen geringere Strombeschaffungsfähigkeiten auf, um andere Eigenschaften auszugleichen.

Sie müssen sich entscheiden, was für Sie wichtiger ist, Genauigkeit oder niedriger Preis? Wenn Sie Genauigkeit benötigen, sollte eine Referenz verwendet werden. Wenn ein niedriger Preis erforderlich ist, ist ein Spannungsregler die beste Wahl.