内有电子加热器的+10V高稳定度基准电压发生电路

内有电子加热器的+10V高稳定度基准电压发生电路
  电路的功能
  
  使用带隙基准二极管或温度补偿式齐纳二极管，即使采用恒定电流置偏，也不可能减少因环境温度变化而产生的变动。本电路则是使用加热电路使齐纳二极管本身的温度不变，从而达到提高电路稳定度的目的，尽管电路消耗的电流较大，但稳定度却极好。要求尽量减少电压变动的场合（如测量仪表、高电压源的基准电压（它被放大数百~数千倍）等）可采用本电路。
  电路工作原理
  LM399内部装有电子加热器，当投入时有200MA的电流渡过，内部温度大约在10秒以内达到稳定。LM399消耗电流为10MA，基准电压为6.95V可在6.6~7.3V之时调整，因此，输出电压若按10V设计，OP放大器A1的电压放大倍数必须能在1.37~1.515之间变化。因为R4=10K，所以R3的阻值为19.4~27K，采用了10K的可变电阻进行调整。
  齐纳二极管的置偏电流为1MA~10MA，为了用1MA，R1=7.5K，其动态电阻为0.5欧，如果置偏电流增加1MA，齐纳电压提高500UV，所以必须采用稳定的+15V电源。
  齐纳二极管产生的噪声电压为7UV，最大50UV，为了保险起见，电路中加了由R2和C1组成的低通滤波器。
  OP放大器可用两种电源，但本电路采用的是+15V单一电源。下面计算一下OP放大器允许的漂移量，因为齐纳二极管的温度系数是0.0002%/℃MAX，对于V2=6.95V的电压来说，其漂移电压为14UV/C度，但是，电路的典型值应是0.00003%/℃，OP放大器的电压漂移为2.1UV，电路采用了低于此值的LM308A。
  元件的选择
  OP放大器要选用失调漂移为1UV/℃以下的产品，如OP-07、UPC254A等低漂移型产品。决定OP放大器A1增益的R3和R4要尽量选用温度系数小的元件。通常可变电阻的温度系数都很大，可选用线绕电阻或尽量缩小变化范围，但本电路为了克服齐纳电压的误差，可变范围却设计得很大。
  
  注释
  环境温度与稳定度
  对于高性能、高稳定度的测量仪表来说，电子电路的温度特性很重要，必须选用温度系数小的元件。但这是有限度的须探讨使环境温度恒定的方法。要整个装置都保持恒温成本就会过高，所以只能使主要部件的温度保持恒定。
  如果是个单个OP放大器等采用IC用恒温槽比较方便。也可在小型机箱内装加热器，制作简易的恒温槽。
  对于高增益直流放大器来说，如果输入端之间有温差，就会产生超低频噪声，所以应使±输入端的接线长度相等。另外空气对流也会引起温度差，元件采用部分模压式效果也比较好。在性能要求严格的电路附近安装发热元件就等于故意制造温差，所以应尽量把这样的元件布置在较远位置，否则就需要采取隔热措施。
  本文地址：http:///article/88/131/138/2010/20100515217538.html