CN113655842B - 一种零温漂基准源电路装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种零温漂基准源电路装置，包括两个温度漂移系数相反的电压基准源（1）和电压基准源（2）、零温漂同相加法器，电压基准源（1）的输出连接到同相加法器的正输入端，电压基准源（2）的输出也连接到同相加法器的正输入端，同相加法器的输出端就是零温漂电压基准源（3）。本发明的基准源电路采用两个温度漂移系数相反的的基准源通过同相加法器电路，把温度漂移的正负电压数值抵消，理论上实现零温度漂移系数的基准源电路。对基准比较，数模转换等技术领域的信号处理精度的提高具有重大意义。
Description
技术领域
本发明涉及信号处理技术领域，具体是一种零温漂基准源的电路装置。
背景技术
低温漂基准源在信号处理、基准比较、数模转换等技术领域应用很广泛的电路，在高精度处理电路中，基准源的低温度漂移是关键技术，降低基准源的温度漂移是多个信号处理领域期待解决的重要技术问题。
经过对现有专利检索，中国专利《一种低温漂基准源电路》(专利号CN206249134U)，本实用新型专利公开了一种低温漂基准源电路，所述低温漂基准源电路包括：带隙电压产生核心电路1、负温度系数电流产生电路2、补偿电流产生电路3、启动电路4，补偿电流产生电路3中设有分段电流选择电路5，实现了能够精确补偿带隙电压高阶特性，产生温度系数较小的基准电压的技术效果。此专利是利用负温度系数电流产生电路，通过补偿基准源的电流来达到高精度的电压基准源，电路结构复杂，补偿不彻底，温漂系数较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种零温度漂移基准源的电路装置，解决基准源的低温度漂移的问题，大大提高处理电路的电压基准源温度精度和电路处理的精度。
本发明解决其温度漂移的技术问题所采用的技术方案是：
一种零温漂基准源电路装置，其特征在于，
1）.采用两个温度漂移系数相反的基准源电压VREF1和VREF2，第一种VREF1采用TL431A1基准源是2.55V的电压基准源，他的温度漂移曲线是随温度上升而单调上升的，即低温-40℃电压数值最低2.528V，高温85℃左右基准电压数值是最大2.558V，变化30mV；而另一种VREF2是TL431A2基准源电压基准源的数值为2.44V,它的温度漂移曲线是随温度上升而单调下降的，即低温-40℃电压数值为2.442V，高温85℃左右基准电压数值是最低2.427，变化约15mV；
2）. TL431A2基准源电压VREF2数值都乘以2倍构成VREF2’，使VREF2’基准源电压温度漂移的变化绝对值达30mV,和TL431A1基准源电压温度漂移变化绝对值相同，但方向相反；
3）.温度漂移变化相反的VREF1电压数值和VREF2’电压分别通过电阻连接于零温漂同相加法器，加法器的输出端就是零温漂电压基准源VREF3。
进一步的技术方案是：
电阻RX1和TL431A1基准源V1串联构成基准电压VREF1的基准电压源1，
电阻RX2和TL431A2基准源V2串联构成基准电压VREF2，后经相同的两个R2和R1串联升压后构成基准电压VREF2’作为基准电压源2，两个基准电压源分别通过电阻R4和电阻R3输入到零温漂运算放大器N1的正输入端，零温漂运算放大器N1的负输入端连接电阻R5和R6，R5的另一端连接到GND，R6的另一端连接到N1的输出端，零温漂运算放大器N1的输出端就形成零温漂基准电压源VREF3。
本发明的基准源电路采用两个温度漂移系数相反的的基准源通过同相加法器电路，把温度漂移的正负电压数值抵消，理论上实现零温度漂移系数的基准源电路。对基准比较，数模转换等技术领域的信号处理精度的提高具有重大意义。
附图说明
附图说明如下：
图1是本发明电路的原理图框图；
图2是本发明的电路原理图；
图3是本发明中基准源电压随温度漂移的曲线图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供一种零温漂基准源电路装置，包括两个温度漂移系数相反的电压基准源1和电压基准源2，电压基准源1的输出连接到同相加法器的正输入端，电压基准源2的输出也连接到同相加法器的正输入端，同相加法器的输出端就是零温漂电压基准源VREF3。
具体电路如图2所示，采用两个温度漂移系数相反的第一基准源电压VREF1和第二基准源电压VREF2，第一基准源电压VREF1采用TL431A1基准源是2.55V（25℃）的电压基准源，他的温度漂移曲线是随温度上升而单调上升的，即低温-40℃电压数值最低2.528V，高温85℃左右基准电压数值是最大2.558V，变化约30mV；而第二基准源电压VREF2采用TL431A2基准源，其电压基准源的数值为2.44V（25℃）,它的温度漂移曲线是随温度上升而单调下降的，即低温-40℃电压数值为2.442V，高温85℃左右基准电压数值是最低2.427，变化约15mV；为了通过后续加法器电路消除温度漂移数值，TL431A2基准源电压数值都乘以2倍（分压电阻R1和R2温度系数相同）构成VREF2’，使VREF2’基准源电压温度漂移的变化绝对值达30mV,和TL431A1基准源电压温度漂移变化绝对值相同，但方向相反。这样温度漂移变化相反的VREF1电压数值和VREF2’电压数值通过后续加法电路，就消除了其温度变化而引起的基准电压的变化，达到基准电压源电压的零温度漂移的目的（温度范围-40℃～85℃）。构成加法器的运放采用零温度漂移的运算放大器。
TL431A1的基准源电压VREF1和TL431A2基准源电压VREF1温度变化曲线图见图3。
本发明的具体连接关系如图2所示：
电阻RX1和V1串联构成VREF1基准电压源1，电阻RX2和V2串联构成VREF2后经相同的两个R2和R1串联升压后构成VREF2’基准电压源2，两个基准电压源分别通过电阻R4和电阻R3输入到零温漂运算放大器N1（比如OPA333等）的正输入端，N1的负输入端连接电阻R5和R6，R5的另一端连接到GND，R6的另一端连接到N1的输出6脚，N1的输出6脚就零温漂基准电压源VREF3。
计算公式如下：
VREF1=2.528V+Δ1；
VREF2=2.442V-Δ1/2；
VREF2’=4.884V-Δ1；
VREF3=VREF1+VREF2’=2.528V+Δ1+4.884V-Δ1=7.412V；VREF3数值在温度范围-40℃～85℃内不随温度变化。
式中，Δ1是基准源电压VREF1的温漂变换绝对值；Δ1/2是基准源电压VREF2的温漂变换绝对值；图1发明电路原理图中，N1是零温漂运算放大器；R1=R2；R3=R4=R5=R6。
零温漂基准源电压VREF3再经零温漂运算放大器放大和缩小可得到想要的零温漂基准电压数值。
Claims (1)
1.一种零温漂基准源电路装置，其特征在于，
1）.采用两个温度漂移系数相反的第一基准源电压VREF1和第二基准源电压VREF2，第一基准源电压VREF1采用TL431A1基准源是2.55V的电压基准源，其温度漂移曲线是随温度上升而单调上升的，即低温-40℃电压数值是2.528V，高温85℃基准电压数值是2.558V，变化30mV；第二基准源电压VREF2是TL431A2基准源电压基准源的数值为2.44V,它的温度漂移曲线是随温度上升而单调下降的，即低温-40℃电压数值为2.442V，高温85℃基准电压数值是2.427V，变化15mV；
2）.TL431A2基准源电压VREF2数值乘以2倍构成VREF2’，使VREF2’基准源电压温度漂移的变化绝对值达30mV,和TL431A1基准源电压温度漂移变化绝对值相同，但方向相反；
3）.温度漂移变化相反的VREF1电压和VREF2’电压分别通过电阻连接于零温漂同相加法器，加法器的输出端就是零温漂电压基准源VREF3；
电阻RX1和TL431A1基准源的正极串联，电阻RX1另一端连接+12v电源，TL431A1基准源负极接地，TL431A1基准源的正极和参考端连接形成第一基准源电压VREF1；
电阻RX2和TL431A2基准源正极串联，电阻RX2另一端连接+12v电源，TL431A2基准源负极接地，TL431A2基准源的参考端构成第二基准源电压VREF2，第二基准源电压VREF2连接于两个相同并串联的电阻R2和R1之间，电阻R1另一端接地、电阻R2的另一端连接TL431A2基准源正极并构成VREF2’；
VREF1和VREF2’分别通过电阻R4和电阻R3输入到零温漂运算放大器N1的正输入端，零温漂运算放大器N1的负输入端连接电阻R5和R6，R5的另一端接地，R6的另一端连接到N1的输出端，零温漂运算放大器N1的输出端就形成零温漂基准电压源VREF3。
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