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Riferimento di tensione da 80mA

riferimento tensione da 80am maxim

Riferimento di tensione da 80mA è ciò che vogliamo ottenere con la realizzazione di questo circuito, fatto aggiungendo un buffer a transistor all’anello di feedback dell’amplificatore di errore interno ad un circuito integrato di riferimento di voltaggio.

La configurazione così ottenuta potenzia la corrente d’uscita fino ad 80 mA con precisione di riferimento, senza intaccare la precisione dell’uscita del circuito integrato. Nel progetto useremo il riferimento di tensione MAX6033A.

Il progetto è stato pubblicato nel numero del 10/07/2005 della rivista Electronic Design.

Riferimento di tensione da 80mA

I grandi sistemi analogici che impiegano numerosi carichi sulla linea del riferimento di tensione richiedono una quantità di corrente superiore a quella che il solo circuito integrato di riferimento di tensione sia in grado di produrre.

Una soluzione comune consiste nell’aggiungere un circuito di buffer all’uscita del circuito integrato, ma in tal modo si ottiene un calo della precisione dovuto al voltaggio di offset del buffer.

Questa nota si propone di avere un approccio diverso del problema, ottenendo una corrente di uscita di 80 mA con assoluta precisione di riferimento di tensione.

Una migliore soluzione si può ottenere mettendo il buffer all’interno dell’anello di feedback dell’amplificatore di errore del riferimento. Allora il buffer non può influenzare il riferimento di tensione

Una configurazione di questo genere, tuttavia, è possibile solo per circuiti integrati di riferimento in cui tale anello sia accessibile all’utente. Il MAX6033A, riferimento di voltaggio, dispone di pin appositamente predisposti, rendendo possibile l’erogazione degli 80 mA con precisione di riferimento. Il dispositivo, inoltre, è di package SOT23, ha una precisione iniziale dello 0,04 % ed un coefficiente di temperatura di 7ppm/°C.

 

 

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ritratto di Alex87ai

I riferimenti di tensione

I riferimenti di tensione sono di fondamentale impotanza per i circuiti analogici e digitali. Si peni aad esempio a sistemi come convertitori AD che necessitano di un riferimento di tensione preciso e insensibile alla variazioni di tensione di alimentazione. alla pari dei riferimenti di tensione vi sono i riferimenti di corrente, utilizzati ad esempio in tutte le strutture di amplificatori operazionali di terza generazione...

ritratto di Giovanni Giomini Figliozzi

Ho usato un sistema molto

Ho usato un sistema molto simile per realizzare il mio caricabatteria, solo che invece di realizzare un riferimento in tensione l'ho realizzato ibrido: con un opa mettevo una tensione sul piedino non invertente, un transistor di potenza sull'uscita, e facevo in modo che la corrente scorresse su una resistenza da un ohm posta in serie al carico, e facendo ritornare la tensione su questa resistenza in ingresso all'opa sul piedino invertente. Non è il massimo, ma ha funzionato egregiamente, infatti bastava mettere in ingresso una tensione pari a quanta corrente volevo far scorrere sul carico (batterie) e il circuito provvedeva a tutto il resto da solo, pur restando molto semplice.

ritratto di linus

non capisco

l'autore dell'articolo che scrive 'voltaggio', non per essere polemico, ma se vi sono le parole adatte riconosciute da tutti, sinceramente, mi dà un po' di fastidio, chi utilizza i termini, tipo 'voltaggio' e ancor più 'amperaggio', quando esistono precisi termini, quale tensione, forza elettromotrice o potenziale elettrico e corrente o intensità di corrente o flusso di cariche elettriche.

ritratto di Cosimo Candita

Si in effetti sono

Si in effetti sono espressioni gergali, ma comunque corrette.

ritratto di Fabrizio87

Sicuramente molto

Sicuramente molto impressionante La sua stabilità al variare della sua temperatura visto che è 7ppm / °C ,

Una cosa interessante per noi hobbyta e il suo package SOT23 che è possibile saldare anche con un semplice saldatura stagno .

Veramente riferimenti in correnti si possono tranquillamente ottenere i riferimenti di tensione con una semplice resistenza .

visto che è più spesso un riferimento in tensione necessaria che un riferimento in corrente .

ritratto di ernenek37

riferimenti

ad onor del vero ero rimasto scombussolato dal titolo perchè il "riferimento di tensione" era una corrente...poi leggendo l'articolo ho compreso che la corrente di 80 mA era riferita al carico totale che il riferimento di tensione poteva sostenere senza uscire dalla tolleranza! Non ho rilevato però un dato molto importante, cioè la stabilità del riferimento al variare della tensione di ingresso (variazione statica e dinamica).

ritratto di Alex87ai

effettivamente la tua

effettivamente la tua considerazione è giusta...non c'è un'indicazione di quanto il circuito sia stabile a fronte di variazioni della tensione di alimentazione (direi più che altro dinamica). Da una prima analisi, dato che il transistor è polarizzato tramite la retroazione negativa interna all'integrato, una variazione dei parametri del transistor verrebbero in una certa misura compensati più o meno istantaneamnte dal feedback...dico più o meno perchè quelle due capacità consigliate nell'application note, a mio avviso, contribuiscono a rallentare la reazione della retroazione nell'inseguimento delle variazioni rapide dei parametri del bjt (non dovrebbe comunque essere un problema, perchè tale variazione di parametri del bjt, una volta raggiunto il regime statico, è intrinsecamente lenta)...per quanto riguarda la sensiblità del riferimento al variare della tensione di alimentazione sarebbe necessario consultare il datasheet e rifarsi al valore riportato la sopra...questo perchè tutto dipende dall'integrato Maxim, e quindi anche la suscettibilità del riferimento al variare della tensione di alimentazione.

ritratto di Giovanni Giomini Figliozzi

Sono convinto che quelle

Sono convinto che quelle capacità servano a rendere più stabile l'anello di reazione fissando qualche polo a frequenza bassa (bassa rispetto a cosa? mi dirai... diciamo relativamente bassa). Sono quasi sicuro che inserendo il transistor nell'anello, si rischia di eccitare dei modi appartenenti a poli complessi e coniugati ad alta frequenza, rischiando di rendere il circuito instabile. Non sono esperto di controlli automatici (so abbastanza cose, ma l'esame lo dovrò fare a luglio), ma credo che il ritardo di propagazione che introduce il transistor molto probabilmente nuoca alla stabilità.
mettendo quelle capacità si risolve quasi sicuramente questo problema. Non avrebbe senso creare un riferimento tanto preciso, quando poi la tensione si mette a ballare da sola

ritratto di Giovanni Giomini Figliozzi

I dati che cercate sono

I dati che cercate sono presenti nel datasheet di questo integrato, quindi come al solito è sempre valida la regola del RTFM :)
potete vedere tutto qua
http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX6033.pdf
Comunque la variazione di tensione in uscita rispetto a quella di ingresso è tipicamente di 3µV/V in caso di temperatura di 25°C, invece come maximum rating abbiamo 50µV/V nel caso peggiore, quindi considerando temperature di esercizio tra -40°C e +125°C
La tensione di alimentazione può variare tra 2,7V e 12,6V, quindi diciamo che nel caso peggiore la tensione di uscita viene alterata da quella di ingresso di mezzo millivolt. È davvero notevole! a temperatura ambiente tipicamente avremmo con questi numeri max 30µV di variazione.
Inoltre con correnti comprese tra -100µA e +15µA è possibile avere una variazione della Vout di 0,001mV/mA

Leggendo più avanti però noto che il rumore tra 0,1 e 10Hz è stimato in 16µV picco picco, ed è un valore _relativamente_ alto, che rende secondo me ancora più trascurabile la variazione che c'è con la tensione di alimentazione.

Mi sto rendendo conto guardando il datasheet di come sia assurdamente preciso questo affare
Un'ultima cosa interessante è il grafico in basso a sinistra di pagina 6. é curioso che alle tensioni più basse di 5V assorba più corrente che a quelle più alte. Probabilmente c'è qualche parte del circuito che resta spenta e si accende solo superata una certa tensione...

ritratto di FlyTeo

Terra?

Il triangolo sotto gnd è un modo alternativo di indicare la massa?

ritratto di Fabrizio87

si.

si.

ritratto di Emanuele

Quali altri modi di indicare

Quali altri modi di indicare la massa conosci? Dove li hai conosciuti... cosi tanto per sapere

ritratto di FlyTeo

Così

A livello scolastico io la indico con tre linette di lunghezza progressivamente inferiore..
Così, tanto per capirci http://vgimpianti.altervista.org/images/simbolo_messa_a_terra.png

Questo modo non l'avevo mai visto =)

ritratto di Giovanni Giomini Figliozzi

non hai tutti i torti, in

non hai tutti i torti, in genere la massa io la disegno così
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d9/Electric_reference_ground_symbol.png
perchè si fa più velocemente, poi preferisco usare il triangolo verso il basso per indicare la tensione di alimentazione negativa

ritratto di Fabrizio87

Anche io uso questo simbolo

Anche io uso questo simbolo per indicare la massa ,
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d9/Electric_reference_ground_symbol.png

Quello con tre linee progressivamente più piccole e una sotto l'altra l'uso per indicare l' impianti di terra ,
Uso due simboli diversi uno dall'impianto di terra e uno per la massa è che spesso possono essere anche separate .

Per cosa riguarda il metodo ce uso per disegnare le tensioni di riferimento nei circuiti preferisco scrivere l'attenzione sia negativa che positiva e di solito quella positiva la prendo dall'altro del foglio e quelle negative le prendo in basso a pagina .

ritratto di FlyTeo

Anche..

Anche questo uso a volte, però non sapevo della differenza di significato, sottile ma comunque diversa.

ritratto di Antonio Mangiardi

anche io uso lo stesso

anche io uso lo stesso simbolo, il simbolo diverso nello stesso disegno, ad esempio quello che indica la messa a terra con tre linee che diventano sempre più piccole, si usa anche per indicare che tra le due parti c'è isolamento galvanico ad esempio negli alimentatori.. :) ...in spice però come si fa? la massa è solo una :P

ritratto di Francesco12-92

La configurazione così

La configurazione così proposta, è molto versatile, e con pochi componenti, il che rende adatto questo circuito a molte applicazioni, solo che credevo che il 2222, era un BJT di tipo interruttore e non utilizzabile come una amplificatore di corrente.

ritratto di Giovanni Giomini Figliozzi

In realtà non esistono

In realtà non esistono transistor che presi singolarmente possano fungere solo da interruttori. Un circuito con un transistor solo ha una sua caratteristica di ingresso / uscita che in generale è una curva. Per i transistor bipolari bjt la curva è di tipo esponenziale, quindi ha una dinamica abbastanza simile a un interruttore, ma con i dovuti accorgimenti (parlo di sistemi in controreazione) è possibile fare in modo che questa cosa esponenziale diventi più dritta. ad esempio se prendi un transistor in configurazione ad emettitore comune
http://it.wikipedia.org/wiki/Transistor_a_emettitore_comune
questo ha un guadagno in tensione che è decisamente non lineare, quindi se ad esempio Vin (Vbe) la facciamo variare ad esempio di 0,2V tipo tra 0,1V e 0,3V, la vout è praticamente ferma. Se invece la facciamo variare da 0,6V e 0,8V, la Vout cambia notevolmente. Per cercare di rendere meno marcata questa differenza di amplificazione tra le tensioni basse e quelle alte è possibile inserire una resistenza sotto l'emettitore che si chiama in genere "degenerazione". puoi vedere lo schema a pagina 10 di questo file
http://ftp-dee.poliba.it:8000/Marzocca/dispense/Amplificatori_elementari_a_BJT.PDF
In questo modo il guadagno diminuisce di molto, e praticamente lo fissa la degenerazione, ma in compenso è molto più lineare e posso usare un intervallo di tensioni di ingresso più grande. Il guadagno di una configurazione di quel tipo è circa pari a Rc/Re, dove Rc è la resistenza sul collettore, mentre Re è quella di degenerazione
Inoltre in questo schema il 2222 non è usato come amplificatore di corrente, ma come buffer, detto anche inseguitore di emettitore, oppure collettore comune. lo trovi anche sulla dispensa che ti ho linkato.
La differenza è che un amplificatore di corrente serve ad amplificare la corrente che entra nella base per un certo fattore, che è la beta (talvolta chiamata hfe) del transistor Significa che se ad esempio ho un transistor che ha beta =1000 e mando in ingresso sulla base 1µA, nel collettore scorre 1mA. La differenza è che un amplificatore di corrente ha un suo carico, e fa scorrere una corrente che viene definita da quella che ha in ingresso sulla base. Un buffer è una cosa un pò diversa. chi vuole un buffer di solito lo vuole perchè il suo stadio "finale", in questo caso l'ultimo transistor che sta prima del piedino dell'integrato, può fornire una corrente insufficiente a far funzionare bene il tutto. Allora si usa mettere un transistor con una configurazione come quella in figura. In questo modo è possibile avere una disponibilità di corrente maggiore, senza ulteriori difficoltà. Uno schema del genere viene usato molto spesso, soprattutto in circuiti "retroazionati", infatti se mettessi un transistor come quello ad esempio in uscita da un circuito, collegando solo la base, e mettendo il carico sull'emettitore, avresti sul carico la Vout del circuito meno la Vbe del transistor, che in genere si aggira intorno a 0,7V. questo in alcuni casi può creare un pò di problemi... Il circuito di cui parla l'articolo però è fatto in maniera tale da poter leggere la tensione sul carico, e adattare la tensione sulla base del transistor, in modo che il carico venga pilotato adeguatamente, proprio con la tensione che si cercava. Ovviamente se sono necessarie correnti molto elevate, maggiori di quelle che il 2222 può gestire è possibile cambiare tipo di transistor senza che questo influisca sul funzionamento del dispositivo.

 

 

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