参考电压源温度特性

01 温度特性

一、前言

参考电压源的温度稳定性决定了信号采集电路的稳定性。下面通过热风枪来加热两款参考电压芯片，ADR440，TL431，对比它们温度特性的不同。

二、测试电路

设计测试电路板。为了便于测量，在同一个电路板上设计了两个参考电压源。一个是ADR440。这是2.048V参考电压源。另外一个是 TL431，这是 2.5V 参考电压源。通过相同的 4PIN 接口连接外部的电源和测量万用表。制作两块电路，分别焊接两种参考电压源。使用单面覆铜板，采用一分钟制版方法制作测试电路。

▲ 图1.2.1 测试电路原理图

▲ 图1.2.2 测试电路板

  一分钟后得到测试电路板，这次还是过腐蚀了。一些走线只剩下不到 5mil 的线宽了。下面 焊接两块电路板的元器件。

焊接电路板。对其进行清洗。突然发现，在设计中，存在一个错误。器件的输入电压不应该连接到第一管脚。而是应该连接到第二管脚。在电路板上。将原来的连接断开。通过跳线连接到第二管脚。

这是经过修改之后的电路板，将原来连接到1管脚的输入电源，改在第二管脚。

祸不单行，原理图上，出现了两个不同的地線标志。这就造成了 ADR440的地線没有和端口的地線连接在一起。因此，需要再使用一个跳线吧芯片地線与端口地线连接在一起。修正了这两个错误之后，下面便可以进行测试了。

三、测量结果

1、ADR440

下面，将ADR440传感器放在热风桥下，测量温度对它输出参考电压的影响。利用热电偶测量芯片附近的热空气温度。使用 DM3058数字万用表测量 ADR440输出电压。下面进行测量。通过编程，记录一分钟之内，电压变化曲线。起始温度为30摄氏度，最终温度大约为 125摄氏度左右。从测量结果来看，随着温度上升，输出电压下降。在120摄氏度的时候，温度下降了 1.1mV。

●  测量温度：
起始温度：30度
结束温度：125摄氏度

▲ 图1.3.1 温度升高对参考电压的影响

2、TL431

下面再测量 TL431参考电源的温度特性。它的标称稳压电压是2.5V。上拉电阻使用 10k欧姆。这是测量的温度特征曲线，开始的时候随着温度上升，输出电压急剧上升，电压变化超过了 15mV。接下来，随着温度上升，它的输出电压又逐步下降了。

●  测量温度：
起始温度：30度
结束温度：130摄氏度

▲ 图1.3.2 输出电压随着温度变化情况

  将两个参考电压测量数据绘制在一起。ADR440 是2.048V的参考电压，TL431是2.5V的参考电压。为了凸显温度对于它们的影响，这里绘制出它们电压变化的曲线。ADR440 随着温度增加电压下降，TL431则输出电压增加，可以看到 ADR440的温度稳定性要远好于 TL431的稳定性。

▲ 图1.3.3 两个传感器输出电压随着温度的变化▲ 图1.3.4 温度引起的电压变化

※ 总  结 ※

本文粗略测试了两款电压稳压源的温度特性。利用热风枪产生的热风，加热两个参考电压芯片。观察从室温变化到 130度左右，他们输出电压的变化。ADR440 的变化只有1mV左右，但TL431的变化范围超过了15mV。