当前位置:首页 > 工业控制 > 伺服与控制
[导读] 今天,我们将展示是组合参考电路系列——采用ADI/LTC产品组合的超高精度可编程电压源——利用AD5971、LTZ1000、ADA4077和AD8

今天,我们将展示是组合参考电路系列——采用ADI/LTC产品组合的超高精度可编程电压源——利用AD5971、LTZ1000、ADA4077和AD8675/6一起可用来实现1PPM分辨率、1PPM INL、长期漂移优于1PPM FSR的可编程电压源。

这一强大的组合有助于满足放射科医生的需要,为其提供出色的图像清晰度、分辨率和对比度,使他们能看清更小的解剖结构。

不妨想想将其应用于MRI(磁共振成像)时意味着什么?增强的器官和软组织成像将能帮助医疗专业人员更准确地检测心脏问题、肿瘤、囊肿和身体各部位中的异常,而这只是该可编程电压源的众多应用中的一种。

我们先来看看,需要1ppm精度的应用都包括哪些?

* 科学、医疗和航空航天仪器
* 医疗成像系统
* 激光定位器
* 振动系统
* 测试与测量
* 自动测试设备
* 质谱测定
* 信号源测量单元(SMU)
* 数据采集/分析仪
* 工业自动化
* 半导体制造
* 过程自动化
* 电源控制
* 高级机器人

针对测试和测量系统,1ppm分辨率和精度可改善测试设备的整体精度和粒度,实现对外部信号源和纳米执行器更精密的控制和激励。在工业自动化中,1ppm分辨率和精度提供在纳米尺度上移动、改变或定位执行器所需的精度。

AD5791

AD5791是一款20位无缓冲电压输出数模转换器,具有1 ppm相对精度(1 LSB INL)和1 LSB DNL(保证单调性)。它提供令人惊叹的0.05 ppm/°C温度漂移、0.1 ppm p-p噪声和优于1 ppm的长期稳定性。AD5791包含一个精密R-2R结构,后者采用了最先进的薄膜电阻匹配技术。它采用最高达33V的双极性电源供电,可利用5V到VDD-2.5V的正基准电压和VSS + 2.5 V至0 V的负基准电压来驱动。AD5791使用多功能3线串行接口,其以最高达35 MHz的时钟速率工作,兼容标准SPI、QSPI?、MICROWIRE?和DSP接口标准。AD5791采用20引脚TSSOP封装。

LTZ1000

LTZ1000是一款超级稳定的温度可控基准电压源。它提供7V输出,具有令人惊叹的1.2?VP-P噪声、2?V/√kHr长期稳定性和0.05ppm/°C温漂。该器件内置一个嵌入式齐纳基准源、一个用于稳定温度的加热电阻和一个温度检测晶体管。利用外部元件来设置工作电流并使基准源温度保持稳定,从而实现最大的灵活性和最佳的长期稳定性及噪声。

ADA4077

ADA4077是一款高精度低噪声运算放大器,具有超低的失调电压和极低的输入偏置电流。与JFET放大器不同,其低偏置和失调电流对环境温度相对不敏感,即使环境温度达到125℃,该特性仍然保持稳定。使用1000 pF以上容性负载时输出稳定,无需外部补偿。

AD8675/AD8676

AD8675/AD8676是精密轨到轨运算放大器,具有超低失调、漂移和电压噪声,而且输入偏置电流在整个工作温度范围内均非常低。

这套电路考虑的一些因素:

噪声

低频噪声必须保持最低,以免影响电路的直流性能。在0.1-Hz至10-Hz带宽内,AD5791产生大约0.6μVp-p噪声,各ADA4077产生0.25μVp-p噪声,AD8675产生0.1μVp-p噪声,LTZ1000产生1.2?Vp-p噪声。电阻值的选择确保了其约翰逊噪声不会大幅提高总噪声水平。

AD5791基准电压缓冲器配置

基准电压缓冲器用于驱动AD5791的REFP和REFN引脚,必须配置为单位增益。如有任何额外电流通过增益设置电阻流入基准电压检测引脚,DAC精度都会降低。

AD5791 INL灵敏度

AD5791 INL性能对用作基准电压缓冲器的放大器输入偏置电流有点敏感,所以选择了低输入偏置电流的放大器。

温度漂移

为使整个系统保持低温漂系数,选择的各器件必须具有低温漂。AD5791的温度系数为0.05ppm FSR/°C,LTZ1000的温度系数为0.05ppm/°C,ADA4077和AD8675的温度系数分别为0.005ppm FSR/°C和0.01ppm FSR/°C。

长期漂移

长期漂移是另一个重要参数,它可能会使系统精度显著受限。在125°C时,AD5791的长期稳定性典型值优于0.1ppm/1000小时。LTZ1000可以实现大约每月1?V的长期稳定性。

最后我们再看看就这套电路的实验结果吧~

INL误差是在室温下于实验室中测量,AD5791输入码从零电平变化到满量程,码步长为5。利用8.5位DVM记录各码时输出缓冲器(AD8675)的输出电压。结果位于±1LSB规格以内。

噪声

在中间电平时测得的噪声为1.1?V p-p,在满量程时测得的噪声为3.7uV p-p。选择中间电平码时,各基准电压源路径的噪声贡献被DAC衰减,所以中间电平码的噪声系数较低。

长期漂移

系统长期漂移是在25°C下进行测量。AD5791设置为+5V(3/4量程),输出电压在1000小时内每30分钟测量一次。观测到的漂移值小于1ppm FSR。

结束语

除了易于使用之外,AD5791还提供1ppm的保证精度。然而,选择合适的器件和基准电压源对发挥AD5791的精度性能至关重要。LTZ1000、ADA4077、AD8676和AD8675的低噪声、低温漂、低长期漂移和高精度特性,提高了系统在宽温度范围内和长时间范围内的精度、稳定性和可重复性。

点击这里,获取更多电机控制设计信息

主图: 

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

LED驱动电源的输入包括高压工频交流(即市电)、低压直流、高压直流、低压高频交流(如电子变压器的输出)等。

关键字: 驱动电源

在工业自动化蓬勃发展的当下,工业电机作为核心动力设备,其驱动电源的性能直接关系到整个系统的稳定性和可靠性。其中,反电动势抑制与过流保护是驱动电源设计中至关重要的两个环节,集成化方案的设计成为提升电机驱动性能的关键。

关键字: 工业电机 驱动电源

LED 驱动电源作为 LED 照明系统的 “心脏”,其稳定性直接决定了整个照明设备的使用寿命。然而,在实际应用中,LED 驱动电源易损坏的问题却十分常见,不仅增加了维护成本,还影响了用户体验。要解决这一问题,需从设计、生...

关键字: 驱动电源 照明系统 散热

根据LED驱动电源的公式,电感内电流波动大小和电感值成反比,输出纹波和输出电容值成反比。所以加大电感值和输出电容值可以减小纹波。

关键字: LED 设计 驱动电源

电动汽车(EV)作为新能源汽车的重要代表,正逐渐成为全球汽车产业的重要发展方向。电动汽车的核心技术之一是电机驱动控制系统,而绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为电机驱动系统中的关键元件,其性能直接影响到电动汽车的动力性能和...

关键字: 电动汽车 新能源 驱动电源

在现代城市建设中,街道及停车场照明作为基础设施的重要组成部分,其质量和效率直接关系到城市的公共安全、居民生活质量和能源利用效率。随着科技的进步,高亮度白光发光二极管(LED)因其独特的优势逐渐取代传统光源,成为大功率区域...

关键字: 发光二极管 驱动电源 LED

LED通用照明设计工程师会遇到许多挑战,如功率密度、功率因数校正(PFC)、空间受限和可靠性等。

关键字: LED 驱动电源 功率因数校正

在LED照明技术日益普及的今天,LED驱动电源的电磁干扰(EMI)问题成为了一个不可忽视的挑战。电磁干扰不仅会影响LED灯具的正常工作,还可能对周围电子设备造成不利影响,甚至引发系统故障。因此,采取有效的硬件措施来解决L...

关键字: LED照明技术 电磁干扰 驱动电源

开关电源具有效率高的特性,而且开关电源的变压器体积比串联稳压型电源的要小得多,电源电路比较整洁,整机重量也有所下降,所以,现在的LED驱动电源

关键字: LED 驱动电源 开关电源

LED驱动电源是把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电压转换器,通常情况下:LED驱动电源的输入包括高压工频交流(即市电)、低压直流、高压直流、低压高频交流(如电子变压器的输出)等。

关键字: LED 隧道灯 驱动电源
关闭