Regolatore di tensione vs. riferimento di tensione

Ho bisogno di un riferimento di tensione economico, piuttosto accurato (~ 0,5%) per alcuni DAC. All'inizio stavo per usare un regolatore di tensione LDO (un TC1223 specifico) per questo, sembra adattarsi al conto guardando il foglio dati. Poi ho visto che esiste una categoria separata di circuiti integrati chiamati riferimenti di tensione piuttosto che regolatori di tensione. Ma da quello che posso dire i riferimenti di tensione con la stessa precisione iniziale del regolatore che ho menzionato sopra, costa di più e richiede anche uno o più resistori esterni (almeno i tipi di riferimento del diodo shunt).

Quindi mi chiedevo quale sia la differenza tra regolatori e riferimenti, e se posso accontentarmi o meno di un regolatore per le mie esigenze o se dovrei ottenere un riferimento, indipendentemente dal prezzo più elevato per specifiche apparentemente simili. Grazie.

Un regolatore di tensione è progettato per assumere una tensione variabile in (diciamo, 2-5v) e emettere una tensione costante (diciamo, 3.3v). Ora, i regolatori di tensione sono in genere utilizzati per alimentare un circuito, il che significa che avranno un'uscita di corrente di alcune centinaia di mA o più, in generale. Al fine di mantenere bassi costi, dimensioni, ecc., La tolleranza di uscita sui regolatori di tensione è (di nuovo, generalmente) di pochi 10 o 100 secondi di mV.

Ad esempio, il regolatore di tensione RG71055 ha una tensione di uscita minima di 5,2 V e un massimo di 5,8 V, con una tensione di uscita target di 5,5 V e può generare 30 mA. Si tratta di una tolleranza di tensione del 5%, supponendo che il numero sia crunch correttamente.

D'altro canto, un riferimento di tensione è progettato per assumere una tensione variabile e fornire ESATTAMENTE la tensione di uscita nominale. Ad esempio, l' LT1790 può fornire 5 v con una tolleranza dello 0,1%, che è un miglioramento di 50 volte rispetto all'RG71055. Tuttavia, l'LT1790 può alimentare solo 5 mA max, che è 6 volte inferiore all'RG71055. Un riferimento di tensione viene utilizzato quando è necessario sapere che questa linea è esattamente una certa tensione (in altre parole, tolleranze molto strette). Su Digikey, puoi ottenere un riferimento di tensione con tolleranza 0,01%. Con i regolatori di tensione, saresti fortunato ad averne uno con una tolleranza dell'1%.

Generalmente (anche se ci saranno eccezioni) i riferimenti hanno specifiche migliori rispetto ai regolatori. Sono inclusi in tali specifiche ...

stabilità di temperatura stabilità di
tensione di ingresso stabilità di
carico di uscita

(la stabilità è una cosa importante con i riferimenti!)

rumore di uscita

... oltre alla precisione iniziale. Anche se spesso troverai che alcuni riferimenti hanno vari gradi e una migliore precisione iniziale è disponibile nei gradi più alti, a un costo!

Naturalmente, ciò che un regolatore farà è fornire una grande corrente di uscita. I riferimenti variano da una bassa corrente di uscita a praticamente nessuna. Controlla le specifiche per quanta corrente è prevista per fornire, pur mantenendo la precisione specificata.

Un ulteriore fattore (per le altre tue risposte): alcuni regolatori hanno una corrente minima al di sotto della quale non sono previsti prestazioni. Questo è simile e può in effetti essere superiore alla corrente massima disponibile da un riferimento. Quindi, se hai bisogno di una tensione per riferimento (cioè stai attingendo corrente quasi assente da essa), hai bisogno di un riferimento di tensione. (Per un regolatore ho basato questo su LM317, che probabilmente è vicino al caso peggiore essendo sia un vecchio design che regolabile)

I regolatori di tensione sono progettati per alimentare dispositivi con una tensione costante. Possono generare o assorbire correnti significative, ma la loro tensione di uscita non è particolarmente precisa; può spostarsi in modo significativo al variare del carico o della temperatura, oppure può dipendere da resistori esterni per "programmare" il regolatore.

Un esempio di regolatore di tensione è un LM7805, che emetterà 5 V ± 250 mV (5%) e può erogare fino a 2 A con un dissipatore di calore adeguato. Nessun coefficiente di temperatura è specificato.

I riferimenti di tensione hanno un'uscita molto più precisa e stabile, ma non possono generare o assorbire una quantità significativa di corrente. Sono generalmente utilizzati nei circuiti analogici di precisione, ad es. Con ADC.

Un esempio di riferimento di tensione è TI REF02, che produrrà 5 V ± 10 mV (0,2%), ma può generare solo circa 10 mA. Ha un coefficiente di temperatura di 10 ppm / ° C. (Cioè, se la sua temperatura cambia di 1 ° C, la sua uscita non cambierà più di 10 ppm, o 0,001%.)

Per la tua applicazione, il TC1223 non sarà sufficiente. È progettato come regolatore di tensione e ha una tensione di uscita specificata in un intervallo di ± 2,5%. (La specifica "V _R ± 0,5%" è un'aringa rossa; questo è un valore "tipico" e non è garantito!) In questo caso è necessario un riferimento di tensione; se trovi che i resistori esterni sono una seccatura, usa un riferimento in serie invece di un diodo shunt.

Il concetto generale e il circuito sono gli stessi tra i riferimenti di tensione. La differenza è come vengono implementati i dettagli.

Esistono due topologie, serie o shunt e un riferimento LDO o di tensione viene effettuato in entrambe le topologie . Importa quale usi, no. Ho usato alcuni riferimenti di tensione per una barra di alimentazione per aumentare la stabilità dell'elettronica analogica. Ho anche usato LDO come riferimento, quando non volevo aggiungere un riferimento alla scheda e non avevo bisogno di precisione \ stabilità. Assicurati di prestare attenzione al tuo carico e alle tue esigenze.

Le differenze sono che i riferimenti di tensione sono progettati tenendo conto di queste caratteristiche, per ridurre al minimo l'errore di tensione.

• Rumore di tensione
• Stabilità a lungo termine
• Deriva di temperatura
• Isteresi termica

Questo di solito aumenta sempre il costo dei riferimenti di tensione rispetto a un LDO. I riferimenti di tensione hanno capacità di approvvigionamento di corrente inferiori in un compromesso per altre caratteristiche.

Devi decidere cosa è più importante per te, la precisione o il prezzo basso? Se hai bisogno di precisione, allora dovrebbe essere usato un riferimento. Se è richiesto un prezzo basso, allora un regolatore di tensione sarebbe la soluzione migliore.