參考電壓源溫度特性

01 溫度特性

一、前言

參考電壓源的溫度穩(wěn)定性決定了信號(hào)采集電路的穩(wěn)定性。下面通過熱風(fēng)槍來加熱兩款參考電壓芯片，ADR440，TL431，對(duì)比它們溫度特性的不同。

二、測(cè)試電路

設(shè)計(jì)測(cè)試電路板。為了便于測(cè)量，在同一個(gè)電路板上設(shè)計(jì)了兩個(gè)參考電壓源。一個(gè)是ADR440。這是2.048V參考電壓源。另外一個(gè)是 TL431，這是 2.5V 參考電壓源。通過相同的 4PIN 接口連接外部的電源和測(cè)量萬用表。制作兩塊電路，分別焊接兩種參考電壓源。使用單面覆銅板，采用一分鐘制版方法制作測(cè)試電路。

▲ 圖1.2.1 測(cè)試電路原理圖

▲ 圖1.2.2 測(cè)試電路板

??一分鐘后得到測(cè)試電路板，這次還是過腐蝕了。一些走線只剩下不到 5mil 的線寬了。下面 焊接兩塊電路板的元器件。

焊接電路板。對(duì)其進(jìn)行清洗。突然發(fā)現(xiàn)，在設(shè)計(jì)中，存在一個(gè)錯(cuò)誤。器件的輸入電壓不應(yīng)該連接到第一管腳。而是應(yīng)該連接到第二管腳。在電路板上。將原來的連接斷開。通過跳線連接到第二管腳。

這是經(jīng)過修改之后的電路板，將原來連接到1管腳的輸入電源，改在第二管腳。

禍不單行，原理圖上，出現(xiàn)了兩個(gè)不同的地線標(biāo)志。這就造成了 ADR440的地線沒有和端口的地線連接在一起。因此，需要再使用一個(gè)跳線吧芯片地線與端口地線連接在一起。修正了這兩個(gè)錯(cuò)誤之后，下面便可以進(jìn)行測(cè)試了。

三、測(cè)量結(jié)果

1、ADR440

下面，將ADR440傳感器放在熱風(fēng)橋下，測(cè)量溫度對(duì)它輸出參考電壓的影響。利用熱電偶測(cè)量芯片附近的熱空氣溫度。使用 DM3058數(shù)字萬用表測(cè)量 ADR440輸出電壓。下面進(jìn)行測(cè)量。通過編程，記錄一分鐘之內(nèi)，電壓變化曲線。起始溫度為30攝氏度，最終溫度大約為 125攝氏度左右。從測(cè)量結(jié)果來看，隨著溫度上升，輸出電壓下降。在120攝氏度的時(shí)候，溫度下降了 1.1mV。

● ?測(cè)量溫度：
起始溫度：30度
結(jié)束溫度：125攝氏度

▲ 圖1.3.1 溫度升高對(duì)參考電壓的影響

2、TL431

下面再測(cè)量 TL431參考電源的溫度特性。它的標(biāo)稱穩(wěn)壓電壓是2.5V。上拉電阻使用 10k歐姆。這是測(cè)量的溫度特征曲線，開始的時(shí)候隨著溫度上升，輸出電壓急劇上升，電壓變化超過了 15mV。接下來，隨著溫度上升，它的輸出電壓又逐步下降了。

● ?測(cè)量溫度：
起始溫度：30度
結(jié)束溫度：130攝氏度

▲ 圖1.3.2 輸出電壓隨著溫度變化情況

??將兩個(gè)參考電壓測(cè)量數(shù)據(jù)繪制在一起。ADR440 是2.048V的參考電壓，TL431是2.5V的參考電壓。為了凸顯溫度對(duì)于它們的影響，這里繪制出它們電壓變化的曲線。ADR440 隨著溫度增加電壓下降，TL431則輸出電壓增加，可以看到 ADR440的溫度穩(wěn)定性要遠(yuǎn)好于 TL431的穩(wěn)定性。

▲ 圖1.3.3 兩個(gè)傳感器輸出電壓隨著溫度的變化▲ 圖1.3.4 溫度引起的電壓變化

※ 總??結(jié) ※

本文粗略測(cè)試了兩款電壓穩(wěn)壓源的溫度特性。利用熱風(fēng)槍產(chǎn)生的熱風(fēng)，加熱兩個(gè)參考電壓芯片。觀察從室溫變化到 130度左右，他們輸出電壓的變化。ADR440 的變化只有1mV左右，但TL431的變化范圍超過了15mV。