В предыдущей статье я рассказывал про , а в этой закладочке я расскажу об самом основном в схемах это опорное напряжении. Для чего нужны источники опорного напряжения, а для маломощных частей схемы, для питания их стабильным током, для примерного напряжения, от которого нужно отпираться или же с которым нужно сравниваться.

Самый простой вариант стабилизации на стабилитроне. Резистор R1 ограничивает ток. Условие (Uвх-Uвых)/Rs>Uвых/R2. Так же такой стабилизатор можно усилить с помощью транзистора.

ИОН(источник опорного напряжения) на стабилитроне прост, но для более высокой стабилизации, хорошо использовать регулируемый стабилитрон TL431. Которым кстати можно выставить практически любое напряжение на выходе ИОН от 2,5В до 37В. Главное, что бы входящее напряжение не превышало 40В, а рассеиваемая мощность не превышала 0,75Вт

Управление стабилитрона идет через управляющую ножку, на которой должно быть опорное равное 2,5В. Это опорное рассчитывается резисторами R2 и R3. На TL431 можно сделать так же стабилитрон на 2,5В, если подключить по схеме

Ток TL431 до 100мА, но его можно усилить с помощью транзистора, как на схеме

Стабильность источника питания определяется практически только его опорным напряжением. Мы уже видели, что стабилитрон из-за конечного внутреннего сопротивления дает постоянное выходное напряжение только при постоянном токе, протекающем через него. Для получения постоянного тока имеется два обычных способа: использовать второй диод в качестве предварительного стабилизатора или применить транзистор в качестве источника стабильного тока. Схема предварительного стабилизатора показана на рис. 9.28, где стабилизатор на 10-вольтовом диоде играет роль стабилизированного источника для стабилизатора на диоде с опорным напряжением 5,6 В. Поэтому в последнем диоде течет почти постоянный ток, не зависящий от изменений входного напряжения.

На рис. 9.29 приведена схема Вильямса «с двойным кольцом» (ring of two), в которой изящно использованы биполярные транзисторы в качестве источников постоянного тока для стабилитронов. Напряжение на базе транзистора T Y поддерживается равным 5,6 В, поэтому его эмиттерный ток устанавливается таким, чтобы напряжение на эмиттере было 5,6 - 0,6 = 5,0 В; таким образом, эмиттерный ток транзистора Tj равен 5,0/470 А, или приблизительно 10 мА. Коллекторный ток транзистора T v примерно равный току эмиттера, течет в стабилитрон D v который, в свою очередь, определяет напряжение на базе Т г Это приводит к тому, что транзистор Т 2 обеспечивает протекание постоянного тока 10 мА через стабилитрон D r А этот стабилитрон играет роль источника опорного напряжения, которое подается на базу транзистора Т у.

У большинства стабилитронов напряжение пробоя изменяется с температурой. Диоды с напряжением пробоя менее 5 В функционируют в основном за счет туннельного эффекта и обладают отрицательным температурным коэффициентом, то есть у них напряжение пробоя уменьшается с ростом

Рис. 9.28. Источник стабильного опорного напряжения с предварительным стабилизатором.

Рис. 9.29. Схема источника эталонного напряжения «с двойным кольцом», в которой транзисторы играют роль источников стабильного тока.

температуры. При напряжениях больше 6 В в пробое доминирует лавинный эффект и температурный коэффициент при этом положителен, то есть напряжение пробоя увеличивается с ростом температуры. Возникает вопрос: что происходит между этими двумя режимами, где пробой является комбинацией этих двух механизмов? Ответ состоит в том, что могут быть созданы диоды с напряжением пробоя около 5,6 или 6,2 В, действительно имеющие очень малые температурные коэффициенты; если применить такие диоды в схемах, подобных тем, что приведены на рис. 9.28 и 9.29, то можно получить столь же стабильную э.д.с., как у эталонного элемента Вестона.

Внимание!!! Доставка ВСЕХ приборов, которые приведены на сайте, происходит по ВСЕЙ территории следующих стран: Российская Федерация, Украина, Республика Беларусь, Республика Казахстан и другие страны СНГ.

По России существует налаженная система поставки в такие города: Москва, Санкт-Петербург, Сургут, Нижневартовск, Омск, Пермь, Уфа, Норильск, Челябинск, Новокузнецк, Череповец, Альметьевск, Волгоград, Липецк Магнитогорск, Тольятти, Когалым, Кстово, Новый Уренгой, Нижнекамск, Нефтеюганск, Нижний Тагил, Ханты-Мансийск, Екатеринбург, Самара, Калининград, Надым, Ноябрьск, Выкса, Нижний Новгород, Калуга, Новосибирск, Ростов-на-Дону, Верхняя Пышма, Красноярск, Казань, Набережные Челны, Мурманск, Всеволожск, Ярославль, Кемерово, Рязань, Саратов, Тула, Усинск, Оренбург, Новотроицк, Краснодар, Ульяновск, Ижевск, Иркутск, Тюмень, Воронеж, Чебоксары, Нефтекамск, Великий Новгород, Тверь, Астрахань, Новомосковск, Томск, Прокопьевск, Пенза, Урай, Первоуральск, Белгород, Курск, Таганрог, Владимир, Нефтегорск, Киров, Брянск, Смоленск, Саранск, Улан-Удэ, Владивосток, Воркута, Подольск, Красногорск, Новоуральск, Новороссийск, Хабаровск, Железногорск, Кострома, Зеленогорск, Тамбов, Ставрополь, Светогорск, Жигулевск, Архангельск и другие города Российской Федерации.

По Украине существует налаженная система поставки в такие города: Киев, Харьков, Днепр (Днепропетровск), Одесса, Донецк, Львов, Запорожье, Николаев, Луганск, Винница, Симферополь, Херсон, Полтава, Чернигов, Черкассы, Сумы, Житомир, Кировоград, Хмельницкий, Ровно, Черновцы, Тернополь, Ивано-Франковск, Луцк, Ужгород и другие города Украины.

По Белоруссии существует налаженная система поставки в такие города: Минск, Витебск, Могилев, Гомель, Мозырь, Брест, Лида, Пинск, Орша, Полоцк, Гродно, Жодино, Молодечно и другие города Республики Беларусь.

По Казахстану существует налаженная система поставки в такие города: Астана, Алматы, Экибастуз, Павлодар, Актобе, Караганда, Уральск, Актау, Атырау, Аркалык, Балхаш, Жезказган, Кокшетау, Костанай, Тараз, Шымкент, Кызылорда, Лисаковск, Шахтинск, Петропавловск, Ридер, Рудный, Семей, Талдыкорган, Темиртау, Усть-Каменогорск и другие города Республики Казахстан.

Производитель ТМ «Инфракар» - это изготовитель многофункциональных приборов таких, как газоанализатор и дымомер.

При отсутствии на сайте в техническом описании необходимой Вам информации о приборе Вы всегда можете обратиться к нам за помощью. Наши квалифицированные менеджеры уточнят для Вас технические характеристики на прибор из его технической документации: инструкция по эксплуатации, паспорт, формуляр, руководство по эксплуатации, схемы. При необходимости мы сделаем фотографии интересующего вас прибора, стенда или устройства.

Вы можете оставить отзывы на приобретенный у нас прибор, измеритель, устройство, индикатор или изделие. Ваш отзыв при Вашем согласии будет опубликован на сайте без указания контактной информации.

Описание на приборы взято с технической документации или с технической литературы. Большинство фото изделий сделаны непосредственно нашими специалистами перед отгрузкой товара. В описании устройства предоставлены основные технические характеристики приборов: номинал, диапазон измерения, класс точности, шкала, напряжение питания, габариты (размер), вес. Если на сайте Вы увидели несоответствие названия прибора (модель) техническим характеристикам, фото или прикрепленным документам - сообщите об этом нам - Вы получите полезный подарок вместе с покупаемым прибором.

При потребности, уточнить общий вес и габариты или размер отдельной части измерителя Вы можете в нашем сервисном центре. При потребности наши инженеры помогут подобрать полный аналог или наиболее подходящую замену на интересующий вас прибор. Все аналоги и замена будут протестированы в одной с наших лабораторий на полное соответствие Вашим требованиям.

Наше предприятие осуществляет ремонт и сервисное обслуживание измерительной техники более чем 75 разных заводов производителей бывшего СССР и СНГ. Также мы осуществляем такие метрологические процедуры: калибровка, тарирование, градуирование, испытание средств измерительной техники.

Осуществляется поставка приборов в такие страны: Азербайджан (Баку), Армения (Ереван), Киргизстан (Бишкек), Молдавия (Кишинёв), Таджикистан (Душанбе), Туркменистан (Ашхабад), Узбекистан (Ташкент), Литва (Вильнюс), Латвия (Рига), Эстония (Таллин), Грузия (Тбилиси).

ООО «Западприбор» - это огромный выбор измерительного оборудования по лучшему соотношению цена и качество. Чтобы Вы могли купить приборы недорого, мы проводим мониторинг цен конкурентов и всегда готовы предложить более низкую цену. Мы продаем только качественные товары по самым лучшим ценам. На нашем сайте Вы можете дешево купить как последние новинки, так и проверенные временем приборы от лучших производителей.

На сайте постоянно действует акция «Куплю по лучшей цене» - если на другом интернет-ресурсе у товара, представленного на нашем сайте, меньшая цена, то мы продадим Вам его еще дешевле! Покупателям также предоставляется дополнительная скидка за оставленный отзыв или фотографии применения наших товаров.

В прайс-листе указана не вся номенклатура предлагаемой продукции. Цены на товары, не вошедшие в прайс-лист можете узнать, связавшись с менеджерами. Также у наших менеджеров Вы можете получить подробную информацию о том, как дешево и выгодно купить измерительные приборы оптом и в розницу. Телефон и электронная почта для консультаций по вопросам приобретения, доставки или получения скидки приведены над описанием товара. У нас самые квалифицированные сотрудники, качественное оборудование и выгодная цена.

ООО «Западприбор» - официальный дилер заводов изготовителей измерительного оборудования. Наша цель - продажа товаров высокого качества с лучшими ценовыми предложениями и сервисом для наших клиентов. Наша компания может не только продать необходимый Вам прибор, но и предложить дополнительные услуги по его поверке, ремонту и монтажу. Чтобы у Вас остались приятные впечатления после покупки на нашем сайте, мы предусмотрели специальные гарантированные подарки к самым популярным товарам.

Завод «МЕТА» - это производитель наиболее надежных приборов для проведения техосмотра. Тормозной стенд СТМ производится именно на этом заводе.

Если Вы можете сделать ремонт устройства самостоятельно, то наши инженеры могут предоставить Вам полный комплект необходимой технической документации: электрическая схема, ТО, РЭ, ФО, ПС. Также мы располагаем обширной базой технических и метрологических документов: технические условия (ТУ), техническое задание (ТЗ), ГОСТ, отраслевой стандарт (ОСТ), методика поверки, методика аттестации, поверочная схема для более чем 3500 типов измерительной техники от производителя данного оборудования. Из сайта Вы можете скачать весь необходимый софт (программа, драйвер) необходимый для работы приобретенного устройства.

Также у нас есть библиотека нормативно-правовых документов, которые связаны с нашей сферой деятельности: закон, кодекс, постановление, указ, временное положение.

По требованию заказчика на каждый измерительный прибор предоставляется поверка или метрологическая аттестация. Наши сотрудники могут представлять Ваши интересы в таких метрологических организациях как Ростест (Росстандарт), Госстандарт, Госпотребстандарт, ЦЛИТ, ОГМетр.

Иногда клиенты могут вводить название нашей компании неправильно - например, западпрыбор, западпрылад, западпрібор, западприлад, західприбор, західпрібор, захидприбор, захидприлад, захидпрібор, захидпрыбор, захидпрылад. Правильно - западприбор.

ООО «Западприбор» является поставщиком амперметров, вольтметров, ваттметров, частотомеров, фазометров, шунтов и прочих приборов таких заводов-изготовителей измерительного оборудования, как: ПО «Электроточприбор» (М2044, М2051), г. Омск; ОАО «Приборостроительный завод «Вибратор» (М1611, Ц1611), г. Санкт-Петербург; ОАО «Краснодарский ЗИП» (Э365, Э377, Э378), ООО «ЗИП-Партнер» (Ц301, Ц302, Ц300) и ООО «ЗИП «Юримов» (М381, Ц33), г. Краснодар; ОАО«ВЗЭП» («Витебский завод электроизмерительных приборов») (Э8030, Э8021), г. Витебск; ОАО «Электроприбор» (М42300, М42301, М42303, М42304, М42305, М42306), г. Чебоксары; ОАО "Электроизмеритель" (Ц4342, Ц4352, Ц4353) г. Житомир; ПАО "Уманский завод "Мегомметр" (Ф4102, Ф4103, Ф4104, М4100), г. Умань.

Понадобился мне тут недорогой источник опорного напряжения. Полистав каталоги, я остановил свой выбор на микросхеме TL431 за 20 рублей. Сейчас расскажу, что это за букашка и как ее использовать.

TL431

TL431 - это так называемый программируемый стабилитрон . Применяется в качестве источника опорного напряжения и источника питания для малопотребляющих схем. Выпускается несколькими производителями и в разных корпусах, мне досталась от Texas Instruments в корпусе SOT23.

Технические характеристики:

Выходное напряжение от 2.5 до 36 В
- рабочий ток от 1 до 100 мА
- выходное сопротивление 0.2 Ом
- точность 0.5%, 1% и 2%

Имеет три вывода. Два как у стандартного стабилитрона - анод и катод. И вывод опорного напряжения, который подключается к катоду или средней точке делителя напряжения. На зарубежных схемах обозначается так:

Минимальная схема включения требует один резистор и позволяет получать опорное напряжение 2.5 В.

Резистор в этой схеме рассчитывается по следующей формуле:

где Ist - ток TL431, а Il - ток нагрузки. Входной ток опорного вывода не учитывается, так как он ~2 мкА.

В полной схеме включения к TL431 добавляются еще два резистора, но в этом случае можно получить произвольное выходное напряжение.

Номиналы резисторов делителя напряжения и выходное напряжение TL431 связаны следующим соотношением:

,где Uref = 2.5 В, Iref = 2 мкА. Это типовые значения и они имеют определенный разброс (смотрите даташит).

Если задаться значением одного из резисторов и выходным напряжением, то можно рассчитать значение второго резистора.

А зная выходное напряжение и входной ток, можно рассчитать номинал резистора R1:

,где Iin - входной ток схемы, который складывается из рабочего тока TL431, тока делителя напряжения и тока нагрузки.

Если TL431 используется для получения опорного напряжения, то резисторы R2 и R3 нужно брать с точностью 1% из ряда E96.

Расчет стабилизатора напряжения на TL431

Начальные данные

Входное напряжение Uin = 9 В
Требуемое выходное напряжение Uout = 5 В
Ток нагрузки Il = 10 мА

Данные из даташита:

Ist = 1..100 мА
Iref = 2 мкА
Uref = 2.495 В

Расчет

Задаемся значением резистора R2. Максимальное значение этого резистора ограничено током Iref = 2 мкА. Если брать номинал резистора R2 равным единицам/десяткам кОм, то это подойдет. Пусть R2 = 10 кОм.

Так как TL431 используется в качестве источника питания, высокая точность здесь не нужна и членом Iref*R2 можно пренебречь.

Округленное значение R3 будет равно 10 кОм.

Ток делителя напряжения равен Uout/(R1+R2) = 5/20000 = 250 мкА.

Ток TL431 может быть от 1 до 100 мА. Если взять ток Ist > 2 мА, то током делителя можно пренебречь.

Тогда входной ток будет равен Iin = Ist + Il = 2 + 10 = 12 мА.

А номинал R1 = (Uin - Uout)/Iin = (9 - 5)/0.012 = 333 Ом. Округляем до 300.

Мощнность, рассеиваемая на резисторе R1, равна (9 - 5)*0.012 = 0.05 Вт. На остальных резисторах она будет еще меньше.

R1 = 300 Ом
R2 = 10 кОм
R3 = 10 кОм

Примерно так, без учета нюансов.

Емкость нагрузки

Если будете использовать TL431 и повесите на выходе конденсатор, то микросхема может "загудеть". Вместо уменьшения выходного шума, на катоде появится периодический пилообразный сигнал в несколько милливольт.

Емкость нагрузки, при которой TL431 ведет себя стабильно, зависит от тока катода и выходного напряжения. Возможные значения емкости показаны на картинке из даташита. Стабильные области - это те, что за пределами графиков.

Микросхемы ИОН обеспечивают точное термокомпенсированное напряжение для использования во всевозможных приложениях - от аналого-цифровых преобразователей до медицинского оборудования

Источники опорного напряжения (ИОН) выпускаются как с фиксированными, так и с регулируемыми выходными напряжениями. Чтобы получить регулируемый выход, к выводу опорного напряжения подключают резистивный делитель. Эти ИОН бывают либо шунтового типа (двухвыводные), либо последовательного (трехвыводные). Обычно такие микросхемы выпускаются семействами, содержащими ряд точных выходных напряжений. В некоторых семействах может быть до десятка различных значений выходных напряжений от 0.500 В до 10.000 В с допусками от 0.05% до ±2%. Двумя из наиболее важных параметров ИОН являются начальная точность выходного напряжения и его температурный коэффициент.

Вот некоторые из характеристик, которыми должен обладать идеальный источник опорного напряжения:

• Выходное напряжение, независящее от изменений температуры;
• Выходное напряжение, независящее от тока нагрузки;
• Выходное напряжение, независящее от времени;

Кроме того, идеальный ИОН должен иметь:

• Высокую начальную точность;
• Возможность как отдавать, так и принимать ток;
• Низкий собственный ток потребления (или рассеваемая мощность);
• Низкие шумы;
• Приемлемую цену.

Однако эти идеальные характеристики недостижимы, поэтом разработчик должен учитывать следующее:

В двухвыводных опорных источниках обычно используются стабилитроны. Основным преимуществом стабилитронов является широкий диапазон напряжений от 2 В до 200 В. Кроме того, они имеют широкий диапазон допустимых мощностей - от нескольких милливатт до нескольких ватт. Недостатки стабилитронов заключаются в невысокой точности, не отвечающей требованиям прецизионных приложений. Кроме того, потребляемая стабилитронами мощность не позволяет использовать их в малопотребляющих приложениях. Еще одна проблема связана с относительно высоким выходным импедансом некоторых типов приборов.

Другой тип опорных источников, обычно используемый в трехвыводных микросхемах последовательного типа, основан на напряжении, определяемом шириной запрещенной зоны. Напряжение таких ИОН, называемых «бандгап» (от англ. bandgap) не зависит от температуры, поэтому они широко используются в интегральных схемах, и обычно имеют выходное напряжение порядка 1.25 В, что близко к теоретическому значению ширины запрещенной зоны кремния, равной 1.22 эВ при 0 K.

С точки зрения практического использования шунтовые ИОН похожи на стабилитроны, поскольку и тем и другим требуется внешний резистор, определяющий максимальный ток, который может быть отдан в нагрузку. Кроме того, внешний резистор задает минимальный ток смещения, необходимый для стабилизации напряжения. Остановить свой выбор на шунтовом ИОН вы можете в том случае, когда нагрузка почти постоянна, а колебания питающего напряжения минимальны.

Бандгапы не требуют никаких внешних компонентов, а их применение целесообразно там, где нагрузка нестабильна, а напряжение должно быть низким. Кроме того, по сравнению с шунтовыми приборами, огни более устойчивы к колебаниям напряжения питания.

Последовательные ИОН имеют ряд преимуществ перед шунтовыми. Шунтовым источникам нужен резистор, выбираемый в соответствии с требуемым максимальным током нагрузки. Этот ток шунтовой ИОН должен потреблять всегда, даже когда нагрузка далека от максимальной, что приводит к большому рассеиванию мощности и сокращению срока службы батареи. Последовательным ИОН токоограничительные резисторы не нужны, а диапазон их напряжений питания относительно велик и зависит от выходного напряжения.

Температурный дрейф является мерой зависимости выходного напряжения от изменения температуры и выражается в ppm/°C. Опорные источники на основе стабилитрона со скрытым переходом обычно имеют меньший температурный дрейф, чем приборы, в которых используется ширина запрещенной зоны.

Тепловой гистерезис выходного напряжения характеризует изменение выходного напряжения при опорной температуре, обычно равной 25 °C, обусловленное последовательными противоположными изменениями температуры от низкой к высокой и от высокой к низкой. Негативные последствия этого эффекта могут возникать из-за того, что его амплитуда прямо пропорциональна отклонениям температуры связанной системы. В некоторых системах этот параметр не воспроизводится от одного цикла изменения температуры к другому. Тепловой гистерезис зависит от схемы ИОН и от конструкции его корпуса. Гистерезис указывается в частях на миллион (ppm).

Начальная точность - важная характеристика для систем, в которых калибровка невозможна или неудобна. Подобная калибровка обычно выполняется для всей системы в целом. Начальная точность указывается для определенного входного напряжения и нулевого тока нагрузки (для последовательных ИОН) или для определенного тока смещения (для шунтовых ИОН).

Долговременный дрейф влияет на выходное напряжение, постепенно изменяя его с течением времени. Наиболее заметные изменения происходят в первые 200…500 часов работы ИОН. Этот параметр важен для особо ответственных и точных приложений или в тех случаях, когда периодическая калибровка невозможна. Данные о долговременной стабильности могут быть основаны на результатах наблюдения в течение 1000 часов при комнатной температуре. При необходимости поддержания высокой точности долговременный дрейф может требовать частой калибровки, и даже термотренировки схемы.

Рассеиваемая мощность зависит от напряжения и тока, необходимых для поддержания надлежащих рабочих характеристик.

Выходной шум обычно приводится в документации для двух частотных диапазонов: от 0.1 Гц до 10 Гц (пиковое значение) и от 10 Гц до 1 кГц (среднеквадратичное значение). Учет шума необходим в связи с тем, что он снижает динамический диапазон системы сбора данных. В системах выборки данных высокого разрешения шум опорного источника может быть единственной причиной «дрожания» младших разрядов результатов преобразования. В некоторых ИОН предусмотрена возможность снижения шума с помощью внешнего фильтрующего конденсатора, подключаемого к специальному выводу.