小编和大家聊聊硬件测试中必备的信号测量方法——电源基准电路
A、测试说明： 电压基准源分为并联型和串联稳压型。并联型基准主要是利用半导体结的正负温度特性，通过设计一定的间隙电压下，其温度系数*小。一般的间隙电压有2.5V, 1.24V，1.225V等。2.5V主要推荐使用AZ431&HA17431H2.5V-1%-SOT-23。1.24V 主要使用 AZ431L&LMV431 1.24V-0.5%-SOT-23。1.225V主要采用 LM4041&TS40411.225-0.5%-SOT-23。
串联稳压型，其结构同电压调整器类似，其内部一般也需要一个基准源，外部有高精度的反馈网络。由于一般要采用特殊的工艺，制程较复杂，价格较贵。此基准能做到高精度，低温度系数。主要用于高精度和低温漂的场合。串联型基准主要采用2.5V，2.048V基准。SOT-23封装是以后主要封装，3~5年内基本不会淘汰。推荐ADR380&MAX60212.5V(2.048V)-0.24%-SOT-23-25ppm/C Max基准电路典型电路如下：
电压基准在不同的单板中应用的要求不同，有些单板（如SCU），迫于成本的压力，有电压基准软件校准功能，可以使用精度较低的芯片。 1）基准电压应根据模拟量测量精度要求调节其允许误差范围，同时应该参考基准源的精度。没有特别说明，直流电压基准输出误差小于1％处理。对于有软件校准电压基准功能的电路，电压基准输出误差可适当放宽，控制在5％以内。 2）基准电压应稳定。用示波器测量电压基准输出波形，不应该出现低频振荡现象。 3）基准电压应具有一定程度的抗扰性，否则会由于外部干扰引起基准变化，在整个工作电压范围内，输出误差小于1％。
B、 测试方法： 1. 在额定输入电压使用万用表测试基准电压输出点的电压，判断其是否在误差允许范围内。 2. 单板要求的工作电压范围内变化，使用示波器测试基准电压输出是否存在低频振荡现象。下图为低频振荡的波形。
 3. 在单板要求的工作电压范围内变化，测试基准输出电压。
C、判定标准： 符合测试说明为合格，否则不合格。
D、 参考案例：
案例1 比较基准电压不准问题 在EV2000-220KW变频器初样功能板调测时发现3.15V过流比较基准输出严重偏离设计值且正负不对称。 在应用中，3.15V基准是由TL431加运放形成的，其电路原理图如下： 
在初样设计时，上图中的运放U2为LM358，该器件对电源纹波的抑制能力较差。 上图中，±15V电源由开关频率约为40kHz的单端反激型电源提供，其中+15V为主反馈绕组，-15V为*简单的二极管加电容形成整流滤波得到。这样电源的-15V纹波较大，对电源纹波抑制能力差的运放会使其输出有较大的纹波。而过流比较基准电压要求精度高，此处用LM358输出作基准便不能满足要求了。为了确定是否-15V电压纹波引起运放输入偏离设计值，特此对-15V电源作了处理：断开反激电源的-15V整流二极管，外用直流稳压电源对单板施加-15V电源，结果LM358的输出很稳定。说明LM358输出的纹波和正负基准的不称性是由-15V的纹波电压引起。 不改变电路结构，把LM358更换为电源纹波抑制能力强的运放TL082后，电路满足设计要求，如上图所示。对电源纹波电压较大和要求运放输出精度较高的场合，选用对电源纹波抑制能力强且频率响应快的运放。 案例2 基准震荡问题 【问题描述】 基准电源部分中输出的电压bref,vref和iref的纹波电压过大,没有满足单板测试规范<1%的指标,其中BREF波形严重变形.具体波形如下： 
【原因分析】基准源的容性负载问题，容易引起震荡。在器件资料中描述了带容性负责 的稳定性边界条件。如下所示：在A，B线以下的区域都 是易震荡的区域。 
【解决措施】431基准电路的输出端加了0.1UF的电容C239,该电容引起了基准。通过把0.1uf滤波电容去掉，降低了电容的取值，现在为0.01uf，使其远离震荡的边界上。 “Misenbo硬件开放实验室”网上预约上线啦，欢迎各位专家预约使用：
 
原创作者：北京淼森波信息技术有限公司 |
