循环电位器作为方便的电压源

文章作者:Mark Thoren

读到一个电路，它回收了旧的精确电位器，有直读刻度，变成有用的实验室“伏特箱”。

一个模拟或混合信号实验室不能有太多的电压源。一个简单、合理的高精度电压源可以在运放电路中设置偏置点，通过一个大电阻调整电源的反馈节点，或者对ADC进行快速线性测试。工程师经常使用直流电源，因为这是他们唯一能找到的东西，而许多实验室缺乏真正的电压校准源。这个设计想法描述了一个电路，回收旧的精密电位器，有直读刻度到有用的实验室“伏特箱”。
电位器的几种类型工作在电路中数字。标准的10转电位器通常有0.1%的线性度和工作良好的通用调整。然而，一个总电阻为100 kΩ或更少的50年开尔文-瓦利除法器可以达到10ppm的精度。有一些来自电压源的指示它的输出是正确的证明是有用的。数字面板仪表是实现这一目标的一种方法。然而，即使是0.1%的电位器也比大多数的电位器更精确。所以，要表明输出是正确的，你只需要知道电源是否接通，电源电压是否足够高，输出放大器是否工作正常，没有输入或下沉太多的电流或振荡。

图:你可以回收旧的10匝电位器作为精密的“伏特箱”。led提供了输出电压在调节的视觉指示。
一个红绿蓝LED提供所有这三种指示。绿色LED在电源接通时以低占空比闪烁，在电池电压过低时持续发光。当由于集成电路导致输出不正常时，红色LED灯亮_{4 b}是一个低占空比弛缓振荡器，以大约0.5Hz的频率脉冲一个绿色LED 5毫秒。蓝色LED灯下沉时电流过大。如果输出振荡，LED会发出紫色的光。
集成电路₄将电池正电压与精确10V参考输出进行比较，当电池正电压低于11.5V时，绿色LED持续亮起。这个水平是参考的跌落电压，所以你知道是时候换电池了。正电源上的负载大于负电源上的负载，所以这些电池首先磨损。而且，因为只有两个电池构成负电源，电池损耗是最小的。或者，你也可以把阴性细胞移到阳性细胞，从它们身上挤出最后一点汁液。
参考是IC₁，一个LT1236-10增加了平衡电路。LT1236是安静和稳定的时间和温度。它的输出驱动精密电位器或开尔文-瓦利分压器的顶部。当电位器或分频器在其最大值时，电路的输出被修剪到10V。两半的LT1881放大器，集成电路₂和集成电路_{2 b}，缓冲电位器或分频器的输出。两个缓冲器的组合偏置电流最大为400 pA，这导致100-kΩ电位器在中档时输出电压变化约为10µV。确保正确保护非反相输入以防泄漏。50µV最大偏移量和130-dB CMRR(共模抑制比)在10V总跨度的10ppm内保持了良好的整体精度。
LT1881的一半是电压箱的电压输出。另一半是驱动两个输入IC所必需的₅，一个LT1017双比较器，每个比较器的输入偏置电流为15 nA。问₁要问₆形成一个100µa的电流汇聚和电流源分别指的是负电源和正电源。调整电位器R₁和R₂在输出电压周围设置一个窗口，与IC的输出进行比较₂，它是正确输出电压的副本。如果集成电路_{2 b}如果源电流过大或电流下沉过大，其中一个比较器就会跳闸，打开各自的LED。如果输出是振荡的，两个led都会发光。窗口可从0到大约±9.3 mV调节;±1 mV是一个很好的开始。
如果您需要比LT1881保证的5 mA更大的输出电流，您可以在LT1010缓冲器中切换，以提供“涡轮增压”功能，将输出电流能力增加到±150 mA，并大大增加驱动电容负载的能力。你通常应该禁用这个缓冲器，因为它从电源中抽取更多10ma。开关年代_3.允许反向极性，并且，如果你使用中心关闭开关，你可以断开输出。年代₁是电源开关，当隔离非常重要时，也可以从外部电源或电池电源中选择电源。

这篇文章是由编辑挑选的重新出版的设计构思。它于2007年6月7日首次发表在EDN.com上。