分压式虚地发生器的应用.pdf

第 5 卷 第 1 期 2 01 0年 3月 陕 西 工 业 职 业 技 术 学 院 学 报 J o u rna l o f S h a a n x i P o l y t e c h n i c I n s t i t u t e Vl0 1．5 No ．1 Ma r．2 0 1 0 分压式虚地发 生器的应用 侯维 刚 西安航空技术高等专科学校计算机工程系， 陕西 西安7 1 0 0 7 7 摘要 单电源供电的电路设计中， 使用分压式虚地发生器能够得到性能稳定可靠的电路虚地， 减少分离元件给电 路带来的不稳定因素。 关键词 分压式虚地发生器； T L E 2 4 2 6 ； 分压器； 封装 中图分 类号 T N4 3 1 ． 1 ； T D 6 1 2 文献标识码 A 文章编号 9 4 5 9 2 0 1 0 1 一0 0 2 40 4 Ap p l i c a t i o n o f Vo l t a g e Di v i d i n g Vi r t u a l Gr o u nd Ge n e r a t o r Ho u W e i g a n g D e p a r t me n t o f C o mp u t e r E n g i n e e r i n g ， X i ’ a n A e r o T e c h n i c a l C o l l e g e ， X i ’ a n S h a a n x i 7 1 0 0 7 7 ， C h i n a Ab s t r a c t I n t h e a p p l i c a t i o n o f s i n g l e p o we r s u p p l y c i r c u i t d e s i g n，u s i ng v o l t a g e d i v i d i ng v i r t u a l g r o u n d g ene r a t o r c a n o b t a i n s t e a d y r e l i a b l e d r c u i t vir t u a l g r o un d ，r e d u c e t h e i n s t a b l e f a c t o r s t h a t s e p a r a t e c o mp o n ent b r i n g s t O c i r c u i t ． Ke yW o r d s v o l t a g ed i v i d i ng v i r t u a l g r o u n d g e n e r a t o r ；TL E 2 4 2 6；v o l t a g e d i vid er；en c a p s u l a t io n 电源是 电子产品中的一个重要组成部分 ， 担负 着电路高可靠性、 稳定工作的重任。通常在 电子产 品中使用的稳压电源多为 3 端可调式的， 将其公共 端作为电路地。如图1 。 lV r 『 V 一 一 ． r 1 u l p F ．／ T ＼ 加 香 L 工 ’ ≥ 工 1 u1 I ’’ 图 1 典型 3 端可调电路 此种方法要保证正电压和负电压 的绝对值相等 有一定的难度， 误差 由L M3 1 7 、 L M3 3 7控制。 在某些单电源供电的场合里， 需要一个等于一 半电源电压的基准作为所有模拟信号的基地端， 也 就是虚地。如果仍然采用图 1 的方法就有些不妥。 德州仪器公司 TL I 、 2 4 2 6正是这样一个种精密 的虚地发生器， 其输 出电压始终等于 电源 电压值的 一 半。如图 2 。 一 个高性能 、 微功耗的运放和一个精密调整的 分压器集成到单个硅片上的独特结构， 使得 vo 输 出电压 ／ VI 输 入 电压 比值 精 确 地 等 于 0 ． 5 。 T L E 2 4 2 6 提供一个具有 2 0 mA供出和吸人 电流能 力的低阻抗输出级 ， 而且 器件在 4 ～4 0 V的整个输 入电压范围内消耗的电源电流小于 2 8 0 V _A t 。设计 人员不用再为由电阻、 电容、 运放和电压基准源构成 的虚地节点而付出大量电路板空间的代价。在微型 高效电子产品的应用中有着积极的应用价值。 T U、 2 4 2 6 的性能和精确性可以由一个易使用 的、 节省空间的三端 L P封装的器件来提供。与此 同时， 为了提高虚地发生器的性能， 选用 D I P 8封装 的T L E 2 4 2 6可提供一个噪声降低 n o is e r e d u c t i o n f 脚。通过一个外加的电容 C N R ， 峰一峰值噪 收稿日期 2 0 0 8 0 8 2 7 作者简介 候维 1 1 9 8 2 一 ， 男， 陕西咸阳人， 助教， 研究方向 计算机应用。 第 1 期 候维刚 分压式虚地发生器的应用 、 v i V _0 l ⋯ V i ．} I ． ’ 、 2 。l l ～＼ ＼ ／ ／ ＼ ／。 图 2 输入输 出特性 图 声 电压被降低 ， 从而改善了线波纹抑制 比。从 TI 公 司的官方数据来看 ， 对于 5 V或 1 2 V系统 ， 器 件的初始容差好于 1 ％， 而整个 4 0 V输入范 围对应 的容差为 3 ． 6 ％。波纹抑制特性超过 1 2位的精度。 不论是对于数字采集前端的模拟信号调理电路 ， 还 是一个简单的精密 电压基准源， TL E 2 4 2 6都能消除 大部分系统误差源。 1 T U 4 2 6介绍 为单电源模拟系统提供 1 ／ 2 VI 虚地节点 备有三端 T 02 2 6 A A封装 大电流输 出能力 供出和吸人电流 2 0 mA 典 型值 微功耗运行 典型值为 1 7 0 t ， VI 5 V 输入电压范围 4 V4 0 V 优秀的稳压性能 △ V 0 一4 5 t V I O01 0 mA △ V 01 5 v t V I O0 ～1 0 mA 输出阻抗 7 ． 5 t oO 典型值 噪声降低引脚 仅 D、 J G、 P封装有 D、J G或P 封 装 顶视 0N 图 3 封装及引脚 2 电气特性参数 e l e c t r i c a l c h a r a c t e r i s t i c s a t s p e c i f i e d f r e e a i r t e mp e r a t u r e ， V1 5 V，I o O u n l e s s o t h e r wi s e n o t e d I ON TU 2 4 2 6 C PA RA～ Ⅱ R TES T ∞ NDI T1 0NS ， UNI T NI N TYP X Vl 4 V 1 ． 9 8 2 2 ． 0 2 Vl 5 V 2 5 ℃ 2 ． 4 8 2． 5 2 ． 5 2 V Ou t p u t v o i l a g e 1 9． 8 2 0 2 O ．2 Vl 4 0 V V1 5 V F u l l r a n g e 2 ． 4 7 5 2 ． 5 2 5 Te mp e r a t u r e me f f c i e r t o f Fu l i r a n g e 2 5 p p m／ *C o u t p u t v o l a g e V1 5 V 2 5 ℃ 1 7 0 3 0 0 S u p p l y c u n e n t No l o a d v A V1 4 t o 4 0 V F u l 1 r a n g e 4 0 0 2 5 ℃ 一4 5 1 6 0 Ou t p u t v o l t a g e t e g u t a t i o n 1 oOt o一1 0 mA F lu l 】 r a n g e 2 5 0 s o u r c i n g c u n o n t 2 5 ℃ 1 5 4 5 0 Ou t p u t i mp e d a n c e lo Ot o一2 0 mA 2 5 ℃ 7 ． 5 mQ No i s e r e d u c t i o n i mp e d a n c e 2 5 ℃ 1 1 0 KQ S i n k i n g c u r r e n t V05 V 2 6 S h o i t c u c u i t c u r r e n t 2 5 ℃ mA S o u r c i n g c u r r en t Vo0 4 7 C 0 1 2 0 Ou t p u t n o i s e v o t t a g e ， r i l l s f 1 0 Hz t o 1 0 k Hz 2 5 ℃ 1 3 0 CL 0 2 9 0 Ou t p u t v o i t a g e c u rre n t V o t o 0 ． 1 ％， 1 o 1 0 mA 2 5 ℃ C L 1 0 0 p F 2 7 5 s t 印 r e s p o n s e C L 0 4 0 0 “ S Vo t o O ． 0 1 ％． 1 o l O mA 2 5 ℃ C Ll O O p F 3 9 0 v 1 O t o 5 V． Vo t o O ． 1 ％ 2 0 S t 印 r e s p a r s e C L 1 0 0 p F 2 5 ℃ V 1 O t o 5 V． V o t o O ． 0 1 ％ 1 6 0 F u l l r a n g ei s 0 E t o 7 0 ℃ Th e l i s t c d v a l u e s a y e n o t p r o d u c t i o n t t o d 图4 电气特性参数 O 8 6 4 2 O - 。 墨 一 0 陕西工业职业技术学院学报 2 0 1 0年 9 8 ． Un i t s T e s t e d F r o m 2Wa f e rL o t s V 5 V T 2 5 ℃ 豳 菡 圈 ■ 豳 霸 圈 霞 _ 豳 墨 蠢 3 典型特性 曲线 图 6 输出电压 稳定性与输 出电流 的关 系 4电路应用 40 O 9 8 U n i t s T e s t Fr om 2W af e 酣 r L o t s I V．1 2 v 露鳝 目 强 T 2 5 ℃鼷 圈 霉 豳 豳 ll l圈 嚣 圜 6 图 5 输 出电压分布 图 7为 me i e r -a u d i o 某放大器的电源电路原理 6 ． 02 5 6． 0 5 6． 0 75 6 ． 1 Vo Out p ut Vo l t a g e V 图， 电路结构简单明了， 市电经熔断器装置接入变压 器的初级端子 ， 经变压后 ， 进行全波整流， 然后经滤 波电容滤波 ， 进入 7 8 x x ／ 7 9 x x稳压 i c 进行稳压。图 7这个电路的优点是简洁， 方便制作， 缺点是稳定性 和精度不够 ， 且该电源部分在 P C B板上所 占面积较 大， 对于高性能的便携放大器来说， 节省 P C B的面 积就是加强产品的购买力， 对缩小产品的外观和提 高整体的性能有积极的意义。 图 8是采用 T L E 2 4 2 6 后的电路 P C B， 从图中不 难看出， 采用 T U、 2 4 2 6后 图的右下角 ， P C B的布 线更加合理， 所 占面积也更小 ， 采用镊氢或高性能的 锂电后 ， 更适合便携产品的特点。 f u s e 2 l 5 V L I十一 ， 1 ． ． ． 一5 0 m A T 3 ．2 v A 2 2 0 n F 、■ _ _ L E O N ／ O F F 亍 I I 。 2 2 0 一 S I lI z z 。 [ 】 3。kw9 l f u s e 2 2 0n F 。一_ 5 O mA T r- 1 I一 _ 一 ．1 5 V ， _2 2” L m7 9 1 5 “ 口 5 a r cU I t g r o u n d 图 7 me i e r -a u d i o某型号放大器电源电路原理图 如 ． ∞ 0 Q 咖 时 口o 0 _I o 第 1 期 候维刚 分压式虚地发生器的应用 2 7 图 8 改进后的 P C B 5 结束语 分压式虚地发生器 T L E 2 4 2 6作为一种新 型的 虚地发生元件， 从它小巧的封装形式， 和良 好的参数 特点来看， 应用在当前精密电路的研发过程中 ， 最为 合适不过。比其传统的分离元件所搭建 的电路， 稳 定性有过之而无不及。 参考文献 [ 1 ] 刘金亮． 一种脉冲高压电阻分压器[ J ] ． 高电压技术， 1 9 9 6 ， 4 ． [ 2 ] 陈炜峰， 蒋全兴． 一种电阻脉冲分压器的研制[ J ] ． 高电 压技术 ， 2 0 0 6 ， 7 ． [ 3 ] 倪大志． 直流电阻分压箱检定方法探讨 [ J ] ． 计量与测 试技术， 2 0 0 8 ， 1 ． 上接第 2 0页 图 6 示波器观测放大器各点波形 再比如， 对待多级放大电路时 ， 应先大块划分， 后细致划分的方法。例对三级放大电路 ， 先将整个 电路分为三级， 使用正查或者反查 ， 确定故障在第二 级 ， 又将第二级分为输入耦合电容 ， 晶体管， 输 出耦 合电容等三部分 ， 最后就可 以准确地确定故障位置。 2小 结 以上介绍用示波器查找故 障几个典型方法， 其 主要是用示波器观测电子 电路中各点波形 ， 由波形 分析判断出电路 中的故障点 ， 并根据故障现象排除 故障。当然电子电路中的检测， 除熟练掌握示波器 的使用方法 ， 同时还必须具备一定电子电路知识 ， 二 者有机结合 ， 才能迅速 确定 电子 电路故 障并 加 以 排除。 参考文献 [ 1 ] 蒋焕文． 电子测量[ M] ． 北京 中国科学出版社 ， 2 0 0 9 ． [ 2 ] 陈尚松． 电子测量与仪器[ M] ． 北京 电子工业出版社， 2 0 0 9 ．