如何提高ANY-OUT可編程輸出電壓器件的分辨率

作者：Xavier Ramus

您可利用可調(diào)節(jié) LDO 創(chuàng)建任意輸出電壓。不過(guò)，對(duì)于 TPS7A8300、TPS7A7100、TPS7A7200 以及 TPS7A7300 等 ANY-OUT 可編程輸出電壓器件而言，情況并非如此，其范圍和分辨率都是有限的。對(duì)于這四款器件，您可使用它們的通用反饋架構(gòu)提高分辨率。

下圖是通用反饋架構(gòu)：

圖 1：ANY-OUT 架構(gòu)

我以 TPS7A83 的值為例。注意，參考電壓基本上由放大器周圍的增益放大。反饋電阻器在這里設(shè)置為 2.R，增益電阻器可以選擇。此外，增益電阻器還可進(jìn)行二進(jìn)制加權(quán)。如果將阻值為 R 的增益電阻器連接至接地，那參考電壓的增益就將為 1+(2.R)/R=3，輸出將調(diào)節(jié)為 0.8V ×3= 2.4V。

由于增益電阻器可進(jìn)行二進(jìn)制加權(quán)，因此每個(gè)連接至接地的增益電阻器都會(huì)有的貢獻(xiàn)。當(dāng)有多個(gè)電阻連接至接地時(shí)，可通過(guò)疊加來(lái)確定輸出電壓。

最小分辨率由最大增益電阻器提供。在 TPS7A83 應(yīng)用中，最小分辨率為。

請(qǐng)注意，到目前為止，并沒(méi)有任何新信息，因?yàn)樗羞@些信息都直接來(lái)自產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)。查看 TPS7A83 說(shuō)明書(shū)中的表 2，您可看到連接至接地的電阻器不同組合對(duì)應(yīng)的輸出電壓。

我們來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步探討，看看如何針對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行擴(kuò)展。

開(kāi)始提到的四款器件還有一個(gè)特征，即能將傳感及反饋引腳引出。我們先來(lái)看看如何使用傳感引腳提高輸出電壓分辨率。

提高輸出電壓分辨率有兩種設(shè)置方法，首先是使用片上組件幫助盡可能實(shí)現(xiàn)最精細(xì)的分辨率，另一種方法是通過(guò)添加一個(gè)外部電阻器來(lái)提高分辨率。

圖 2 是第一種電路配置。將 2.R 反饋電阻器與最小增益電阻器并聯(lián)，將創(chuàng)建一款阻值為??的新反饋電阻器。該電阻器值與最大增益電阻器 32.R 相結(jié)合，將為 TPS7A83xx 提供 20.83mV 的分辨率。

圖 2：第 1 種分辨率提高的電路

該配置的輸出電壓范圍從最初的 [0.8V +3.95V] 縮小為 [0.8V +1.445V]。注意，內(nèi)部電阻器網(wǎng)絡(luò)設(shè)置的 TPS7A8300 的 ±1% 誤差精度可轉(zhuǎn)換為 ±8mV 的最小電壓誤差精度。這仍然至少比 ANY-OUT 可編程電壓分辨率好 2 倍。

該配置還有另外一種變量，即將 2.R 反饋電阻與 2.R 增益電阻并聯(lián)實(shí)現(xiàn)的 25mV 最小分辨率是可編程電壓。不過(guò)，這樣做的不便之處在于 ANY-OUT 的可編程范圍被分成了兩部分。對(duì)于 25mV 的分辨率而言，該范圍是 [0.8 1.175V] 和 [1.6V 1.975V]。

第二種電路配置可充分發(fā)揮提供反饋引腳的優(yōu)勢(shì)，能夠幫助您連接其它增益設(shè)置電阻。添加一個(gè) 64.R 電阻器后，分辨率將提高至 25mV。一款 128.R 電阻器可將分辨率提高至 12.5mV，由于 TPS7A8300 的器件精確度問(wèn)題，我認(rèn)為該值也是可編程極限。

現(xiàn)在，查看電阻器值以及內(nèi)外部電阻器間的熱梯度匹配情況，便可同時(shí)獲得最初電壓范圍與更高分辨率。

圖 3：第 2 種分辨率提高的電路

有了這兩種不同的方法，您即可提高可編程分辨率，也可最大限度減少所需外部組件的數(shù)量。

原文請(qǐng)參見(jiàn): http://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/archive/2014/04/26/increasing-resolution-for-any-out-programmable-output-voltage-devices.aspx

審核編輯：符乾江