Устройствам аналогового вывода также требуется опорный потенциал. От точности и, особенно, температурной и временной стабильности ИОНа зависит точность всего прибора. В ряде случаев требуются малые габариты и низкое энергопотребление.

В таблице 1 приведены основные параметры и особенности микросхем. В основе обычно (но не всегда) лежит так называемая bandgap-схемотехника, а выходное напряжение укладывается в ряд стандартных значений (В):

1,250	2,500	4,500
1,600	3,000	5,000
1,800	3,300	10,000
2,048	4,096

Таблица 1. Основные параметры и особенности микросхем  

Микро- схема	Выходное напряжение, В	Макс. напр. питания, В	Макс. темп. дрейф, ppm/°C	Макс. начальная ошибка, %, 25 °C	Макс. ток потреб- ления, мкА	Особенности
MAX6037	Adj; 1,25; 2,048; 2,5; 3;3,3; 4,096	5,5	25	0,2	275	Корпус SOT23, режим Shutdown, регулируемый выход
MAX6125, MAX6141, MAX6145, MAX6150, MAX6160	Adj; 2,5; 4,096; 4,5; 5	12,6	50, 100	1	110	Низкая цена, корпус SOT23, регулируемый выход
MAX6001-MAX6005	1,25; 2,5; 3; 4,096; 5	12,6	100	1	45	Низкая цена, низкое энергопотребление, корпус SOT23
MAX6012, MAX6021, MAX6025, MAX6030, MAX6041, MAX6045, MAX6050	1,247; 2,048; 2,5; 3; 4,096; 4,5; 5	12,6	15	0,2	35	Прецизионный, низкое энергопотребление, корпус SOT23
MAX6018	1,263; 1,6; 1,8; 2,048	5,5	50	0,2	5	Сверхнизкое энергопотребление, корпус SOT23, работа от 1,8 В
MAX6023	1,25; 2,048; 2,5; 3; 4,096; 4,5; 5	12,6	30	0,2	35	Низкое энергопотребление, сверхминиатюрный корпус UCSP
MAX6061-MAX6068	1,248; 1,8; 2,048; 2,5; 3; 4,096; 4,5; 5	12,6	20	0,2	125	Корпус SOT23, вых. ток до 5 мА
MAX6100-MAX6107	1,25; 1,8; 2,048; 2,5; 3; 4,096; 4,5; 5	12,6	75	0,4	125	Низкая цена, корпус SOT23, вых. ток до 5 мА
MAX6161-MAX6168	1,25; 1,8; 2,048; 2,5; 3; 4,096; 4,5; 5	12,6	5	2 мВ	150	Прецизионный, вых. ток до 5 мА
MAX6190-MAX6195, MAX6198	1,25; 2,048; 2,5; 3; 4,096; 4,5; 5	12,6	5	2 мВ	35	Прецизионный, низкое энергопотребление, альтернатива REF191/2/3/4/5/8
MAX6034	2,048; 2,5; 3; 3,3; 4,096	5,5	30	0,2	125	Низкое энергопотребление, сверхминиатюрный корпус SC70
MAX6126	2,048; 2,5; 3;  4,096; 5	12,6	3	0,02	550	Сверхпрецизионный, сверхмалошумящий, корпус mMAX
MAX6129	2,048; 2,5; 3; 3,3; 4,096; 5	12,6	40	0,4	5,25	Сверхнизкое энергопотребление, корпус SOT23
MAX6033	2,5; 3; 4,096; 5	12,6	7	0,04	75	Сверхпрецизионный, корпус SOT23
MAX6035	2,5; 3; 5	33	25	0,2	95	Высокое напряжение питания, корпус SOT23
MAX6043	2,5; 3,3; 4,096; 5; 10	40	15	0,05	490	Прецизионный, малошумящий, высокое напряжение питания, корпус SOT23
MAX6133	2,5; 3; 4,096; 5	12,6	3	0,04	65	Сверхпрецизионный, низкое энергопотребление, корпус mMAX
MAX6143	2,5; 3,3; 4,096; 5; 10	40	3	0,05	550	Сверхпрецизионный, малошумящий, высокое напряжение питания, датчик температуры, режим Shutdown
MAX6173-MAX6177	2,5; 3,3; 4,096; 5; 10	40	3	0,05	550	Сверхпрецизионный, малошумящий, высокое напряжение питания, датчик температуры
MAX6220	2,5; 4,096; 5	40	20	0,1	3,3 мА	Прецизионный, сверхмалошумящий, высокое напряжение питания
MAX6225, MAX6241, MAX6250	2,5; 4,096; 5	36	2	0,02	3,0 мА	Сверхпрецизионный, сверхмалошумящий, высокое напряжение питания
MAX6325, MAX6341, MAX6350	2,5; 4,096; 5	36	1	1 мВ	3,0 мА	Сверхпрецизионный, сверхмалошумящий, высокое напряжение питания

MAX6037_ADJ и MAX6160 имеют регулируемый выход. Выходное напряжение может быть установлено в пределах от 1,184 В до 5,0 В и от 1,23 В до 12,4 В соответственно с помощью внешнего делителя.

Максимальное входное напряжение, как правило, составляет 5,5 В либо 12,6 В. Ряд микросхем работоспособен при входном напряжении до 40 В.

НАЧАЛЬНАЯ ТОЧНОСТЬ, ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ДРЕЙФ И УРОВЕНЬ ШУМА

Эти параметры являются основными и чаще всего взаимосвязаны. Наилучшую начальную точность (макс. ошибка 0,02%) и наименьший уровень шумов (типовое значение амплитуды от пика до пика 1,3 мкВ для выходного напряжения 2,048 В и диапазона частот от 0,1 Гц до 10 Гц) имеет микросхема MAX6126. При этом температурный дрейф не превышает 3 ppm/°C. Вариант исполнения в корпусе mMAX является самым миниатюрным ИОНом в мире с такими высокими точностными параметрами.

Настоящим чемпионом по температурной стабильности является серия микросхем MAX6325/MAX6341/MAX6350 с максимальным температурным дрейфом 1 ppm/°C. Эти изделия также обладают очень низким уровнем шумов (типовое значение амплитуды от пика до пика 1,5 мкВ для MAX6325 и диапазона частот от 0,1 Гц до 10 Гц) и высокой начальной точностью (макс. ошибка ±1 мВ).

РАЗМЕР КОРПУСА, ПОТРЕБЛЯЕМАЯ МОЩНОСТЬ

Зачастую перед инженерами-схемотехниками встает задача разработать устройство с очень низким энергопотреблением. Как правило, это приборы с батарейным питанием. Размер корпуса в таких устройствах тоже может иметь существенное значение. Большое количество микросхем источников опорного напряжения фирмы MAXIM поставляется в малогабаритных корпусах SOT23, SC70, mMAX. MAX6023 поставляется в корпусе UCSP размером 1 х 1,5 мм.

Стоит обратить внимание на ИОН MAX6129. При максимальном потреблении 5,25 мкА (для выходного напряжения 2,048 В) выходной ток данной микросхемы может достигать 4 мА, а температурный дрейф не превышает 40 ppm/°C. Максимальная начальная ошибка составляет 0,4%. Микросхема поставляется в миниатюрном корпусе SOT-23 и может работать без входного и выходного конденсаторов с емкостью нагрузки до 10 мкФ.

Исключение внешних конденсаторов позволяет дополнительно сэкономить место на печатной плате. Следует отметить, что большин­ство источников опорного напряжения компании Maxim могут работать без внешних конденсаторов.

ВКЛЮЧЕНИЕ И ПРИМЕР ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

В большинстве случаев источник опорного напряжения - это трехвыводная микросхема с двумя выводами питания и выводом для подключения нагрузки.

На рисунке 1 приведена типовая схема включения прецизионного малошумящего источника опорного напряжения MAX6126. Помимо основных трех выводов, микросхема имеет выход NR для подключения внешнего дополнительного конденсатора. Таким образом, можно дополнительно снизить шумовую составляющую в выходном напряжении. Кроме этого, имеется возможность подключить нагрузку с использованием четырехпроводной схемы (для этого служат дополнительные выводы GNDS и OUTS) для ликвидации возможных паразитных падений напряжения на участке между источником и нагрузкой.

Рис. 1. Схема типового включения микросхемы MAX6126 

Рис. 2. Пример использования источника опорного напряжения MAX6033 

В качестве примера использования источника опорного напряжения приведена схема на рисунке 2. Это устройство для оцифровки аналогового входного сигнала (токовой петли (0...20) мА или (4...20) мА). В качестве ИОНа использована уникальная микросхема MAX6033, которая сочетает в себе, с одной стороны, высокую точность, стабильность и низкий уровень шумов, а с другой - низкое потребление и малые габариты.

Представленная на рисунке схема имеет следующие основные параметры:

• Максимальная ошибка - менее 0,2%
• Температурный дрейф - менее 8 ppm/°C (тип.)
• Максимальный ток потребления - 335 мкА (при скорости 100 тыс. выборок в секунду)
• Напряжение питания - от +2,7 В до +12,6 В
• Малые габариты - SOT23 (MAX6033), TDFN (MAX1393), 5,8 х 2,2 мм (R1)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

Дополнительную информацию и более подробные технические характеристики, а также информацию о так называемых двухвыводных (shunt) устройствах можно найти на сайте www.maxim-ic.com/References.