Современная электроника №8/2020

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 54 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2020 Рис. 6. Зависимость выходного напряжения ИОН REF3025 от тока нагрузки Напряжение питания, В (без нагрузки) Выходное напряжение, В 2,5 2,500010 2,500000 2,499990 2,499980 2,499970 2,499960 2,499950 2,499940 2,499930 2,499920 3,5 4,5 5,5 3 4 5 6 Ток нагрузки, мА Выходное напряжение, В 2,500010 2,500000 2,499990 2,499980 2,499970 2,499960 2,499950 2,499940 2,499930 0 5 10 15 20 25 30 На рисунке 4 приведена более про- стая схема платы вольтметра, кото- рая отличается от предыдущей (см. рис. 1) тем, что в ней применён иной ИОН, а именно – REF3030 (DA1). Этот ИОН имеет несколько особенностей. Во-первых, у него очень низкое паде- ние напряжения (1 мВ при токе нагруз- ки 1 мА), что позволяет отказаться от батареи BAT1 (см. рис. 2д) и исполь- зовать для питания REF3030 напря- жение 3,5 В. Во-вторых, ему не требу- ется достаточно ёмкий и габаритный конденсатор. Судя по справочному листку, ИОН REF3030 вообще может работать без конденсатора, подклю- чённого к его выходу. В-третьих, REF3030 выпускается в миниатюрном корпусе SOT23, не требующем много места на плате. В-четвёртых, этот ИОН существенно дешевле AD780. Кроме того, точность абсолютного значе- ния выходного напряжения REF3030 не намного хуже точности выходного напряжения AD780. Если посмотреть на рисунок 5, где приводится зависи- мость выходного напряжения REF3025 от входного, то можно заметить, что при входном напряжении 3,5 В выход- ное напряжение находится в пределах от 2,499950 до 2,499960 В, т.е. имеет погрешность не более 50 мкВ. Есте- ственно ожидать и от ИОН REF3030 такую же погрешность. Зависимость же выходного напряжения от тока нагруз- ки (см. рис. 6) показывает, что при малом токе нагрузки выходное напря- жение очень близко к номинально- му. Здесь следует заметить, что потре- бление тока по входу Vref (2-й вывод DD1) микроконтроллера, к которому подключён ИОН REF3030, составля- ет не более 4 мкА, а если выход ИОН подключается ко входу вольтметра (Вх+) разъёма XU вх (это требуется при настройке резисторов R4 и R6 – см. далее), входное сопротивление которого составляет более 1 МОм, то ток на выходе REF3030 составит не более 3 мкА. Таким образом, в самом худшем случае ток, требующийся от ИОН, в сумме составит не более 7 мкА. Это ничтожно мало для REF3030, поэтому его выходное напряжение будет достаточно близко к номиналу. И, наконец, потребление тока самим ИОН составляет не более 50 мкА, что существенно продлевает срок служ- бы батареи. Фактически схема на рисунке 4 отли- чается от схемы рисунка 1 тем, что, во-первых, в ней используется ИОН REF3030, во-вторых – другой разъём питания (XP), где используются толь- ко два напряжения: +3,5 В (2-й вывод XP) и –3,5 В (3-й вывод), а также «зем- ляной» вывод (1-й). Кроме того, разъ- ём XP – это 3 цанговых штыря с шагом 2,54 мм. В-третьих, в схеме отсутствует 5-вольтовый стабилизатор LP2950Z5.0/ ADR293 (DA3 на рисунке 1). Рис. 4. Принципиальная схема упрощённой платы вольтметра Рис. 5. Зависимость выходного напряжения ИОН REF3025 от напряжения питания C2D RST/C2CK SCK CAL1 CSML MOSI Vref x2 ADC_IN x20 RST/C2CK CSST DIAP DIAP C2D CAL0 CALV RxDM RST/C2CK TxDM CALV ADC_IN Вх + Vref TxDM RxDM CAL0 CAL1 Vref SCK CSST CSML MOSI x20 x2 Вх + +3,5 +3,5 +3,5 +3,5 -3,5 +3,5 +3,5 -3,5 +3,5 -3,5 boot 1% 1% 1% (3В ) R4,R6 - СП 5-2ВБ (3296W) (OPA334) R8 27K P01 1 2 P00/Vref 3 GND 4 Vdd 5 RST/C2CK 7 P23 9 P21 10 P20 11 P16- 12 P15- GND 15 16 P12/CSML 17 P11/MOSI 18 P10 P07 19 21 P05/RxD P04/TxD 22 24 -P02 23 P03 P14 13 20 P06 6 C2D 8 P22 14 P13/CSST AGND SCK (MISO) DIAP- CAL0 ADC_IN CAL1 DD1 EFM8LB12F64-QFN24 R4 15K C9 0,1/100 В C2 1,0 C6 10,0 C10* 0,1/100 В C11 0,22 C1 1,0 C5 0,22 C8 0,1/100 В C4 10,0 R7* 57,6K 1 2 3 4 5 6 XЖ PLD2-06R 3 2 1 XП PSLM-03 1 2 3 XC1 PLL-03 3 2 1 XC2 PLL-03 C7 470 2 3 1 GND Vin Vout DA1 REF3030 C3 0,22 R9 24 R1 1K 1 2 3 XB PLL-03 1 5 2 3 4 +V -V DA2 OPA335 1 2 3 4 XRS PLL-04R R3 560K R6 2,2K R5 510K 3 1 5 2 4 6 XD PDLM-06 R2 1K 2 1 PSLM-02 XUвх