在电源技术中无需精密电阻实现负精密基准电压的设计

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简介：
本文介绍了一种创新方法，在电源技术领域内设计负精密基准电压时，可以省略对精密电阻的需求。通过优化电路结构与算法，实现了高精度、低成本的解决方案。基准电压是指传感器在0℃温场（如冰水混合物）且通以100μA工作电流条件下的电压值，通常被称为“零点电压”。该值由制造商出厂时标定。由于所有传感器的温度系数相同，只要知道这个基准电压V(0)，就能计算出任何温度点上的传感器读数，而无需对每个传感器单独进行分度。在需要绝对测量的应用中，其准确度受限于使用中的基准电压的准确性。然而，在许多系统中，稳定性与重复性往往比绝对精度更为重要。

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在电源技术中无需精密电阻实现负精密基准电压的设计

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本文介绍了一种创新方法，在电源技术领域内设计负精密基准电压时，可以省略对精密电阻的需求。通过优化电路结构与算法，实现了高精度、低成本的解决方案。基准电压是指传感器在0℃温场（如冰水混合物）且通以100μA工作电流条件下的电压值，通常被称为“零点电压”。该值由制造商出厂时标定。由于所有传感器的温度系数相同，只要知道这个基准电压V(0)，就能计算出任何温度点上的传感器读数，而无需对每个传感器单独进行分度。在需要绝对测量的应用中，其准确度受限于使用中的基准电压的准确性。然而，在许多系统中，稳定性与重复性往往比绝对精度更为重要。

高精度带隙基准电压源电路在电源技术中的实现

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本文探讨了高精度带隙基准电压源电路的设计与优化，并详细介绍了其在现代电源技术中的应用及实现方法。近年来，模拟集成电路设计技术与CMOS工艺技术同步快速发展，芯片系统集成（SoC）技术得到了学术界及工业界的广泛关注。随着系统结构的日益复杂化，对诸如A/D转换器、D/A转换器、滤波器以及锁相环等基本模块提出了更高的速度要求。由于电流输出和电流几乎不受电压变化的影响，这使得片内集成电容成为可能。

高精度电压基准REF102在电源技术中的应用

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本文探讨了高精度电压基准REF102在现代电源系统中的关键作用及其优势，分析其精确度、稳定性和低温度漂移特性，并介绍具体应用场景。高精度电压基准REF102及其应用概述：REF102是一款高性能的10V电压参考集成电路。该芯片经过激光调校后，在工业温度范围内其温漂可低至2.5ppm/℃，在军用级温度范围内的表现同样出色，达到5ppm/℃。由于无需额外的恒温装置，REF102具备功耗低、升温快及稳定性好等优点，并且噪声水平较低。此外，该芯片输出电压几乎不受供电电源电压和负载变化的影响。通过调整外部电阻，可以进一步优化其稳定性和温度漂移特性。得益于11.4V至36V的宽泛单电源工作范围以及卓越的整体性能表现，REF102成为仪器仪表、A/D转换器及D/A转换器等高精度直流电源应用的理想选择。特点与引脚功能： - 高精度输出：+10V（误差为±0.0025V）

设计超低噪声正负电源的技巧在精密模拟电路中的应用

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本文章探讨了在精密模拟电路中设计超低噪声正负电源的关键技术与方法，强调其重要性及实际应用。通过优化电源设计，提升电子设备性能和稳定性。当今的高精密模拟系统需要低噪声的正负电压轨来为各种精密模拟电路供电，例如模数转换器（ADC）、数模转换器（DAC）以及双极放大器等。如何生成干净、稳定的正负电源以支持对噪声敏感的模拟组件工作，是我们面临的设计挑战之一。

负电压DC/DC开关电源在电源技术中的设计

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本论文探讨了负电压DC/DC开关电源的设计原理和技术应用，旨在提高电源转换效率和稳定性。通过优化电路结构与控制策略，实现高性能电源解决方案。以往的隔离开关电源技术通过变压器实现负电压输出，这会导致电源体积增大及电路复杂性增加。随着专用集成DC-DC控制芯片的发展，非隔离式负电压开关电源因其结构简单、体积小巧而在电子测量设备中越来越受欢迎。因此，对这类电源的研究具有重要的实用价值。传统的非隔离负电压开关电源主要有两种电路拓扑（如图1和图2所示）。根据图3的滤波输出电容充电电流波形可以看出，在相同电感峰值电流的情况下，采用图2结构可以得到更小输出纹波的负电压，并且其负载能力也更强。然而，由于图2中的开关器件需要连接到电源的负极，这使得控制电路比图1更为复杂，因此目前市场上尚未实现这种电路结构。

基于Howland电路的精密压控电流源

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本项目设计并实现了一种基于Howland电路的高精度压控电流源，能够为电子测试和测量设备提供稳定的可调电流输出。本段落设计了一种基于Howland电流源电路的精密压控电流源，并详细论述了其工作原理。该方案的核心是V/I转换电路，而误差补偿则通过Howland电流源实现，从而显著提升了电流源的精度。仿真结果显示绝对误差值达到了纳安级别（nA），实际测量中也实现了微安级别的精确度（μA）。实验和仿真的结果均证明了此设计的有效性和可行性。

一种精密压控电流源

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本发明提供了一种高精度可调电流源，通过优化电路设计实现微小电流稳定输出，适用于电子测量和自动化控制领域。精密压控电流源是一种高精度的电子仪器，其主要功能是将输入的标准电压转换为标准的电流输出，因此也常被称为电流校准仪。这种设备在生产万用电表、电流表的工厂、电力部门、计量部门和实验室等进行相关工作时必不可少。设计精密压控电流源可以采用多种型号的不同运算放大器来完成，这是因为不同型号具有各自的特点和性能优势，能够适应不同的电路需求。为了达到高精度的要求，在选择运算放大器时必须考虑其低噪声和低漂移特性，例如op-07等集成运算放大器就非常适合这类应用。在制造过程中，功率管需要具备良好的对称性和较小的穿透电流，而电阻则需选用误差小于0.1%且温度系数小的精密元件以确保电路稳定。从工作原理来看，输入电压通过特定电阻（如R1和R2）分压后加到运算放大器的同相端。这样可以将输入电压转换为输出电流。运算放大器被配置成电压跟随模式，以便传递输出电压至差动比例放大器的反向端形成深度负反馈闭环系统。通过这种方式确保了电路精度与稳定性。此外，改变取样电阻值可调整输出电流大小。精密压控电流源的技术指标包括直流和交流电流精度分别为0.02%和0.07%，以及45Hz至1,000Hz范围内最大输出量程为10A。其稳定度在8小时内分别为直流的0.008%及交流的0.02%。为了更好地理解该设备的工作原理与性能，文中提供了关键公式和表格描述了输入电压、电阻值以及相应的电流值之间的关系。这有助于设计时准确预期电路的表现并进行调整以满足需求。综上所述，精密压控电流源在电子工程领域中非常重要，并且需要精确的电路设计及精选元件来确保最终设备能够达到所需的精度与稳定性要求。该类仪器不仅用于校准工作，在各种需精准控制电流的应用场合也发挥着关键作用，为相关实验和设备提供可靠的输出保障。随着技术进步对这类工具的需求日益增加并提出更高标准，对其研究开发也将持续进行以满足未来的应用需求。

基于单片机的精密可编程电阻设计

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本项目致力于开发一种基于单片机控制的高精度、可调式电阻装置。该设备能实现对电阻值的精确设定与调整，在实验和工业应用中具有重要价值。通过优化电路结构及算法，确保了其稳定性和可靠性。通过单片机扩展8255芯片输出8421编码来控制继电器，实现对电阻阻值的可编程控制。系统使用6位LED数码管显示，并配有4x4键盘。可以设置多组要输出的阻值，并支持单步或连续输出模式。该系统主要用于需要输入特定阻值进行校验信号测试的应用场景中。

基于STM32的PWM-DAC精密程控电压源设计.zip

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本项目为一款基于STM32微控制器开发的PWM-DAC精密程控电压源设计方案。通过脉冲宽度调制与数模转换技术结合，实现了高精度、可编程输出电压的功能，适用于实验和工业控制领域。在电子设计领域内，STM32微控制器因其高性能、低功耗及丰富的外设接口而被广泛应用于多种应用场景之中，其中包括模拟信号处理。基于此背景，“利用STM32的PWM-DAC实现精密程控电压源的设计”项目深入探讨了如何通过该微控制器内置的数字脉冲宽度调制（PWM）和数模转换器（DAC）功能来构建一个能够提供精确电压控制的电源系统。 1. **STM32微控制器**：作为意法半导体推出的产品，基于ARM Cortex-M内核的STM32系列微控制器因其出色的性能、低能耗以及丰富的接口选项而成为嵌入式设计中的首选组件。 2. **PWM技术**：脉冲宽度调制是一种通过调整信号波形中高电平与周期的比例来模拟连续变化的技术。在STM32设备上，PWM功能通常由定时器模块支持，并可通过设定占空比来调节输出电压的有效值，从而实现对电压的控制。 3. **DAC技术**：数模转换器的作用是将数字信号转化为对应的模拟电平输出。STM32内置的DAC硬件能够直接根据输入的数据生成连续可变的电压值。 4. **PWM-DAC结合应用**：在本设计中，通过将PWM与DAC功能相结合以提高控制精度。其中，PWM用于粗略调整范围内的电压变化，而DAC则负责实现细微调节，从而在整个范围内提供精细调校能力。 5. **电压源设计考量**：为了确保输出的高质量特性（如高精度、低噪声和良好的线性度），需要精心规划电路结构，并添加诸如滤波器等组件以消除PWM信号中的干扰成分，提升整体系统的稳定性表现。 6. **软件开发框架**：在STM32平台上进行编程时需要用到C语言或汇编语言以及HAL库或者LL库来编写底层驱动程序。这些工具可以帮助控制PWM和DAC的工作方式，并设置所需的占空比及转换值等参数。 7. **反馈控制系统设计**：为了实现更加精准的调节效果，设计方案中通常会包含反馈机制（例如使用ADC对输出电压进行采样并比较设定的目标值），然后根据误差调整PWM或DAC相关配置直至达到预期的电压水平为止。 8. **硬件架构规划**：除了核心微控制器之外，在外围电路设计时还需考虑电源管理、滤波措施、保护装置以及用户交互界面等方面，确保整个系统的稳定性和可靠性满足实际应用需求。 9. **调试与验证流程**：在完成产品开发后需要通过示波器和电压测量工具等手段进行细致的硬件测试工作，评估诸如分辨率、动态响应速度及纹波特性等一系列性能指标是否达到预期标准。 10. **文档编制要求**：项目最终可能生成包含设计原理分析、电路布局图、代码实现细节以及实验结果等内容在内的全面报告文件。这些记录将为后续类似项目的参考提供宝贵的资料支持。此项目覆盖了嵌入式系统开发的多个重要方面，包括微控制器应用技术、模拟信号处理方法论、软件编程技巧及硬件工程实践等环节，在理论学习与实操技能提升上均具有极高的实用价值。

基于LDO稳压器的带隙基准电压源在电源技术中的设计

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本研究探讨了基于低压差(LDO)稳压器设计的带隙基准电压源，并分析其在现代电源技术中的应用与优势。本段落介绍了一种基于LDO稳压器的简单带隙基准电压源设计，该设计以BrokaW带隙基准电压源结构为基础。通过使用Cadence Spectre仿真工具进行了全面模拟测试，在-20至125℃温度范围内，其基准电压温度系数约为17.4 ppm/℃，输出精度超过规定的5‰；在从1 Hz到10 kHz的频率区间内平均电源抑制比(PSRR)为-46.8 dB。该电路展示了优良的温控特性和高精度性能。关键词：带隙基准、LDO稳压器、温度系数、电源抑制比、运算放大器 CMOS带隙基准电压源能够提供系统所需的参考电压或电流，具有低功耗、高度集成化和易于设计等优点，在模拟集成电路及混合信号电路中得到广泛应用。