實(shí)現(xiàn)精密二分壓電路功能的放大器
[導(dǎo)讀]實(shí)現(xiàn)二分壓電路的經(jīng)典方法是使用兩只阻值相等的電阻器。如果使用精度為1%的電阻器，則二分壓器的輸出電壓精度為2%。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，這一精度經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，足以滿足所需。
| 實(shí)現(xiàn)二分壓電路的經(jīng)典方法是使用兩只阻值相等的電阻器。如果使用精度為1%的電阻器，則二分壓器的輸出電壓精度為2%。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，這一精度經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，足以滿足所需。但是，當(dāng)你需要極高的精度時(shí)，這種方法就需要相應(yīng)精密的電阻器，因而可能需要增加成本。給儀表放大器加上反饋回路，便可獲得一個(gè)二分壓電路，而且具有緩沖輸出的好處（圖1）。這一電路的工作原理很簡(jiǎn)單。該儀表放大器具有單位增益的特點(diǎn)，所以其輸入端上的電壓出現(xiàn)在VREF和VOUT之間；VOUT-VREF=VIN(+)-VIN(-)。但是，考慮到圖1所示電路，請(qǐng)注意VOUT=VIN(-)，VREF=0。代入第一公式，你就可以得到VOUT=VIN(+)-VOUT，2VOUT=VIN(+)，
即VOUT=1/2 VIN(+)。因此，你就獲得了一個(gè)二分壓電路。該電路的有趣特點(diǎn)之一是，儀表放大器的輸入失調(diào)電壓和輸出失調(diào)電壓也是減半的。 你可以在工作臺(tái)上用LT1167型或LTC2053型儀表放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)這種二分壓電路（圖2）。雖然工作臺(tái)測(cè)試是不必要的，但你可在反饋通路中引入RC網(wǎng)絡(luò)，以對(duì)噪聲整形并保證主極點(diǎn)性能。為了測(cè)試LT1167的失調(diào)電壓，要將VIN(+)設(shè)置為0V，而讓VIN(-)在0V和VOUT之間交替變化。這一測(cè)試證明，反饋使總失調(diào)電壓減半。將10V分壓為5V時(shí)，LT1167的輸出誤差為100μV。如用更精密的LTC2053將2.5V分壓為1.25V，則其輸出誤差為2.5μV，幾乎測(cè)量不出來(lái)。在使用冷噴槍和熱噴槍時(shí)，這一誤差可能會(huì)增大到15μV。不過(guò)，最壞情況計(jì)算結(jié)果也許是同樣重要的。 LT1167的最壞情況計(jì)算表明，在輸入為10V、輸出為5V時(shí)，在0~70℃的溫度范圍內(nèi)，最大誤差為1.12mV。這一最大誤差值構(gòu)成的溫度范圍內(nèi)的總誤差為224×10-6。確保這一精度的兩只電阻器，其所需的最大公差在溫度范圍內(nèi)各為112×10-6。電阻分壓器的誤差預(yù)算要求最初的比例匹配約為50×10-6，而要求溫度系數(shù)匹配優(yōu)于1×10-6/℃。在輸入為2.5V、輸出為1.25V的情況下，LTC2053的最壞情況計(jì)算表明，在0~70℃溫度范圍內(nèi)，最大誤差為80μV。這一誤差值構(gòu)成的總誤差在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)為64×10-6。確保這一精度的兩只電阻器，其所需的最大公差在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)各為32×10-6。電阻分壓器的誤差預(yù)算要求最初的比例匹配約為15×10-6（0.0015%），而要求溫度系數(shù)匹配優(yōu)于0.25×10-6/℃。在這兩種情況下，這樣質(zhì)量的電阻器即使能買到也是異常昂貴的。此外，儀表放大器還有一些優(yōu)點(diǎn)，就是輸入阻抗大和對(duì)輸出進(jìn)行緩沖。而且，誤差計(jì)算已將輸入失調(diào)電壓、偏置電流、增益誤差和共模抑制比等的影響包括在內(nèi)，而電阻運(yùn)放則還要把這些影響加進(jìn)去。  圖1 儀表放大器可成為一種簡(jiǎn)單的二分壓電路。
 圖2 利用LT1167（a）和LTC2053（b）集成電路就可方便地構(gòu)成圖1所示的電路。 | ||||
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