Перейти к содержанию

REF5025 и семейство REF50xx — последовательные источники опорного напряжения TI

REF5025 — прецизионный последовательный источник 2,5 В из семейства TI REF50xx: начальная точность от ±0,1 до ±0,025 %, температурный дрейф единицы ppm/°C, малый шум и ток нагрузки до 10 мА в обе стороны. Разбираем по даташиту TI исполнения, выводы TEMP и TRIM/NR, конденсаторы и реальную ошибку опорного для АЦП.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

REF5025 (Texas Instruments) — источник опорного напряжения 2,5 В последовательного типа: в отличие от шунтового LM4040, он подключается к питанию, сам выдаёт стабильное напряжение и может и отдавать, и принимать ток нагрузки. В семействе REF50xx — 2,048 В (REF5020), 2,5, 3,0, 4,096, 4,5, 5,0 и 10,0 В (REF5010). Как источник опорного напряжения влияет на точность АЦП и из чего складывается его ошибка — в статье «Источник опорного напряжения» и в калькуляторе ошибки опорного напряжения.

Коротко

  • Выход — 2,5 В; ток нагрузки от −10 до +10 мА; ток короткого замыкания 25 мА (I, AI).
  • Точность — ±0,1 % (AI), ±0,05 % (I), ±0,025 % (EI); дрейф до 8, 3 и 2,5 ppm/°C на −40…+125 °C.
  • Шум 0,1–10 Гц — 3 мкВ/В (I, AI), 0,5 мкВ/В (EI); для 2,5 В — 7,5 и 1,25 мкВ от пика до пика.
  • Вход — от 2,7 В до 18 В (I, AI) или до 42 В (EI); ток покоя до 1 мА при 25 °C (I, AI).
  • Корпуса — SOIC-8 и VSSOP-8 (I, AI), только SOIC-8 (EI).

Распиновка

REF5025, вид сверху: 1 DNC, 2 VIN, 3 TEMP, 4 GND, 5 TRIM/NR, 6 VOUT, 7 NC, 8 DNCREF50251DNC2VIN3TEMP4GND5TRIM/NR6VOUT7NC8DNCвид сверху
REF50xxI и REF50xxAI в корпусах SOIC-8 и VSSOP-8, вид сверху; у REF50xxEI вывод 1 — EN, вывод 5 — NR
ВыводREF50xxI, REF50xxAIREF50xxEI
1DNC — не подключатьEN — разрешение: низкий уровень выключает, свободный вывод или выше 1,6 В — работа
2VIN — питаниеVIN — питание
3TEMP — выход датчика температурыTEMP
4GNDGND
5TRIM/NR — подстройка и фильтр шумаNR — фильтр шума
6VOUT — выходVOUT
7NC — не соединён внутриNC — свободен или на землю
8DNC — не подключатьDNC

Параметры REF5025I и REF5025AI

По разд. 6.5 даташита при 25 °C, без нагрузки, CL = 1 мкФ, VIN от VOUT + 0,2 В до 18 В:

ПараметрМин.Тип.Макс.
Начальная точность, I (высокий класс)−0,05 %—+0,05 %
Начальная точность, AI (стандартный класс)−0,1 %—+0,1 %
Дрейф −40…+125 °C, I—2,5 ppm/°C3 ppm/°C
Дрейф −40…+125 °C, AI—3 ppm/°C8 ppm/°C
Шум 0,1–10 Гц—3 мкВ/В от пика до пика—
Нестабильность по входу (25 °C)—1 ppm/В3 ppm/В
Нестабильность по входу (−40…+125 °C)—1 ppm/В5 ppm/В
Нестабильность по нагрузке ±10 мА (25 °C)—20 ppm/мА30 ppm/мА
Нестабильность по нагрузке ±10 мА (−40…+125 °C)——50 ppm/мА
Температурный гистерезис, первый цикл, I: VSSOP / SOIC—50 / 70 ppm—
Долговременный дрейф 0–1000 ч: VSSOP / SOIC—50 / 22 ppm—
Время установления до 0,1 % (CL = 1 мкФ)—200 мкс—
Ток покоя, 25 °C—0,8 мА1 мА
Ток покоя, −40…+125 °C——1,2 мА

Минимальное входное напряжение для REF5025 — 2,7 В (VOUT + 0,2 В); нестабильность по нагрузке задана при VIN = VOUT + 0,75 В. У исполнения EI (разд. 6.6): точность ±0,025 %, дрейф 2,5 ppm/°C, шум 0,5 мкВ/В, нагрузка 5 ppm/мА тип., 25 ppm/мА макс., ток покоя 340 мкА тип., 480 мкА макс. во всём диапазоне, ток в выключенном состоянии 10 мкА, гистерезис 80 ppm в первом цикле, долговременный дрейф 25 ppm за первые 1000 ч.

Предельные режимы (разд. 6.1): вход −0,3…18 В у I и AI и −0,3…48 В у EI, выход −0,3…5,5 В, кристалл до 150 °C. Рабочая температура по характеристикам — −40…+125 °C. Тепловое сопротивление кристалл — воздух — 115 °C/Вт (SOIC-8) и 160,9 °C/Вт (VSSOP-8).

Сколько это в вольтах (наш расчёт для REF5025I): начальная точность ±0,05 % — ±1,25 мВ; дрейф 3 ppm/°C на 165 °C диапазона — до 495 ppm, около 1,2 мВ; шум 3 мкВ/В × 2,5 В = 7,5 мкВ от пика до пика (так же считает TI в SSZTAX8). Для 16-разрядного АЦП с шкалой 2,5 В один младший разряд — около 38 мкВ, поэтому начальную ошибку обычно калибруют, а дрейф и гистерезис остаются в бюджете — разбор в калькуляторе бюджета ошибок АЦП.

Типичная схема

По разд. 8.4.1 и 9.4.1: на входе — конденсатор 1–10 мкФ у выводов питания и земли, на выходе — 1–50 мкФ (у EI — 1–100 мкФ) с ESR около 1–1,5 Ом для лучшего шума, на TRIM/NR — 1 мкФ для фильтрации шума. В примере TI, где REF5040 питает вход опорного 16-разрядного АЦП ADS8326, сравниваются выходной конденсатор 10 мкФ и 10 + 47 мкФ с конденсатором 1 мкФ на TRIM/NR (табл. 9-1); TI предупреждает, что слишком малое ESR выходного конденсатора даёт подъём усиления и ухудшает отношение сигнал/шум — тогда последовательно с конденсатором добавляют резистор. REF5025 вместе с ОУ OPA735 TI использует и для получения симметричных опорных ±2,5 В от одного питания 5 В (рис. 8-7).

Аналоги

TI в даташите прямых замен других производителей не называет; внутри семейства у исполнений I и AI одинаковая цоколёвка, у EI выводы 1 и 5 другие (EN и NR). Если нужна точность скромнее и малый ток — шунтовые LM4040, LM4041 или регулируемый TL431. Сравнить ошибку разных источников при одинаковых условиях можно в калькуляторе.

Частые вопросы

Какое исполнение REF5025 выбрать?

По точности и цене. REF5025AI (стандартный класс) — начальная точность ±0,1 %, дрейф до 8 ppm/°C. REF5025I (высокий класс) — ±0,05 % и до 3 ppm/°C. REF5025EI (улучшенный, только SOIC-8) — ±0,025 % и 2,5 ppm/°C, шум 0,5 мкВ/В вместо 3, вход до 42 В вместо 18 и ток покоя до 480 мкА вместо 1,2 мА; у него на выводе 1 появился вход разрешения EN.

Какой конденсатор ставить на выход REF5025?

У REF50xxI и REF50xxAI на выходе нужен конденсатор от 1 до 50 мкФ, у REF50xxEI — от 1 до 100 мкФ; для лучшего шума TI рекомендует ESR выходного конденсатора 1–1,5 Ом (у EI — не больше 1 Ом). На входе — 1–10 мкФ рядом с выводами. Конденсатор 1 мкФ на TRIM/NR образует с внутренними резисторами фильтр с частотой среза 10–20 Гц и примерно вдвое снижает шум, но удлиняет запуск.

Можно ли подстроить выходное напряжение REF5025?

У REF50xxI и REF50xxAI — да, через вывод TRIM/NR: по схеме TI (потенциометр 10 кОм, резисторы 2 кОм и 1 МОм) диапазон подстройки ±15 мВ. У REF50xxEI вывод 5 — только NR, подстройки нет. Подстройка исправляет начальную ошибку, но не дрейф и не гистерезис.

Зачем у REF5025 вывод TEMP?

Это грубый датчик температуры кристалла: напряжение 509 мВ + 2,64 мВ/°C × T у I и AI (около 575 мВ при 25 °C) и по формуле 625 мВ + 2,64 мВ/°C × T у EI — хотя таблица характеристик EI даёт 625 мВ уже при 25 °C, так что формула и таблица расходятся на 66 мВ; по выводу TEMP лучше калибровать по факту. Точность — около ±15 °C, выходное сопротивление — около 60 кОм, поэтому вывод нагружают только через буфер. Подходит для температурной компенсации и контроля изменений, а не для измерения температуры.

Источники

  1. Texas Instruments. REF50xx Low-Noise, Very Low Drift, Wide VIN Precision Voltage Reference (SBOS410O, June 2007, revised October 2025) — разд. 1 — возможности; табл. 4-1, 4-2 — напряжения и исполнения EI, I, AI; разд. 5 — выводы; разд. 6.1–6.4 — предельные и рабочие режимы, тепловое сопротивление; разд. 6.5 — характеристики REF50xxI и REF50xxAI; разд. 6.6 — характеристики REF50xxEI; разд. 8.3.1 — вывод TEMP; разд. 8.3.6 — подстройка и фильтр через TRIM/NR; разд. 8.4.1 и 9.4.1 — конденсаторы и разводка
  2. Texas Instruments. SSZTAX8: Find the «Goldilocks» Voltage Reference for Your Application (2016) — шум REF5025: 3 мкВ/В × 2,5 В = 7,5 мкВ от пика до пика; дрейф считают на весь испытанный диапазон температур

Нашли ошибку?

Смотрите также