基準(zhǔn)電壓是指傳感器置于0℃的溫場(chǎng)（冰水混合物），在通以工作電流（100μA）的條件下，傳感器上的電壓值。實(shí)際上就是0點(diǎn)電壓。其表示符號(hào)為V（0），該值出廠時(shí)標(biāo)定，由于傳感器的溫度系數(shù)S相同，則只要知道基準(zhǔn)電壓值V（0），即可求知任何溫度點(diǎn)上的傳感器電壓值，而不必對(duì)傳感器進(jìn)行分度。電壓基準(zhǔn)與系統(tǒng)有關(guān)。在要求測(cè)量的應(yīng)用場(chǎng)合，其準(zhǔn)確度受使用基準(zhǔn)值的準(zhǔn)確度的限制。但是在許多系統(tǒng)中穩(wěn)定性和重復(fù)性比更重要；而在有些數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中電壓基準(zhǔn)的長(zhǎng)期準(zhǔn)確度幾乎完全不重要，但是如果從有噪聲的系統(tǒng)電源中派生基準(zhǔn)就會(huì)引起誤差。單片隱埋齊納基準(zhǔn)（如AD588和AD688）在10 V時(shí)具有1 mV初始準(zhǔn)確度（0.01 %或100 ppm）， 溫度系數(shù)為1.5 ppm/°C.這種基準(zhǔn)用于未調(diào)整的12位系統(tǒng)中有足夠的準(zhǔn)確度（1 LSB=244 ppm），但還不能用于14或16位系統(tǒng)。如果初始誤差調(diào)整到零，在限定的溫度范圍內(nèi)可用于14位和16位系統(tǒng)（AD588或AD688限定40℃溫度變化范圍，1 LSB=61 ppm）。

　　電路功能與優(yōu)勢(shì)

　　從正基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生負(fù)基準(zhǔn)電壓的傳統(tǒng)方法只用反相運(yùn)算放大器，這種方法需用兩個(gè)精密匹配的電阻。如果匹配有誤差，則終輸出也會(huì)產(chǎn)生誤差。利用本文所述電路，無(wú)需用精密電阻即可產(chǎn)生一個(gè)負(fù)精密基準(zhǔn)電壓，從而以更少的元件提供更高的。

　　電路描述

　　該電路采用1.25 V高串行基準(zhǔn)電壓源ADR127和低噪聲、低失真、低失調(diào)電壓運(yùn)算放大器AD8603.ADR127提供高1.25 V輸出。AD8603是理想的互補(bǔ)產(chǎn)品，功耗極低，具有出色的電源抑制比（PSRR），并且能采用低至1.8 V的電源電壓工作。本電路中，容許的電源電壓為3 V （ ±1.5 V），使基準(zhǔn)電壓源和運(yùn)算放大器均保持足夠的裕量。

　　請(qǐng)注意，基準(zhǔn)電壓源ADR127為浮地的，其輸入連至+VDD電源，輸出連至AD8603的反相輸入（通過(guò)1 kΩ隔離電阻），GND引腳則連至AD8603的輸出。（如果ADR127 GND引腳連至實(shí)際電路板的接地層，則該電路將不能正常工作。）在此配置中，ADR127充當(dāng)1.25 V電壓源，連接在運(yùn)算放大器的反饋環(huán)路內(nèi)。負(fù)反饋迫使運(yùn)算放大器輸出–1.25 V電壓。運(yùn)算放大器的輸入失調(diào)電壓引起的誤差以及基準(zhǔn)電壓源本身引起的誤差構(gòu)成輸出電壓的全部誤差。流經(jīng)1 kΩ電阻的偏置電流所引起的誤差可忽略不計(jì)，因?yàn)檫\(yùn)算放大器為CMOS,其輸入偏置電流極低。因此，如果負(fù)電源電壓接近基準(zhǔn)電壓輸出，則所選的運(yùn)算放大器必須具有低失調(diào)電壓和軌到軌輸出。

圖1.可產(chǎn)生負(fù)1.25 V基準(zhǔn)電壓的電路

　　為使本電路正常工作，必須考慮與基準(zhǔn)電壓源和運(yùn)算放大器相關(guān)的裕量問(wèn)題。VDD電源電壓必須足夠大才能滿足基準(zhǔn)電壓源的裕量要求。ADR127要求電源電壓裕量至少為1.45 V （VIN – VOUT），因此VDD至少應(yīng)為1.5 V（提供50 mV裕量）。對(duì)負(fù)電源的要求取決于運(yùn)算放大器輸出級(jí)的裕量要求。AD8603具有軌到軌輸出級(jí)，但即便如此，本電路也應(yīng)當(dāng)至少提供數(shù)百毫伏的輸出裕量。AD8603必須輸出–1.25 V,因此至少應(yīng)使用–1.5 V的VSS,以提供250 mV輸出裕量。只要裕量要求得到滿足，則可以使用±1.5 V至±2.5 V范圍內(nèi)的任何電源電壓。AD8603的額定電源電壓為5 V,電源電壓為6 V或±3 V（使用對(duì)稱電源時(shí)）。

　　0.1 μF電容對(duì)其輸入與輸出引腳之間的基準(zhǔn)電壓源進(jìn)行去耦。1 kΩ電阻將該電容與運(yùn)算放大器的反相輸入隔離。應(yīng)將一個(gè)0.1 μF低電感陶瓷去耦電容（圖中未顯示）與VDD相連，并使其非?？拷@兩個(gè)IC.多數(shù)情況下，運(yùn)算放大器的終輸出（–VREF）將被深度去耦，這就要求所選的運(yùn)算放大器在處理較大的容性負(fù)載時(shí)必須保持穩(wěn)定。典型的去耦網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)1 μF至10 μF電解電容和一個(gè)0.1 μF低電感陶瓷MLCC型電容并聯(lián)構(gòu)成。

　　常見(jiàn)變化

　　經(jīng)驗(yàn)證，采用圖中所示的元件值，該電路能夠穩(wěn)定地工作，并具有良好的。此配置還可以采用ADI公司的其它基準(zhǔn)電壓源和精密運(yùn)算放大器，形成具有其它合適值的負(fù)基準(zhǔn)電壓。

　　選擇基準(zhǔn)電壓源與放大器組合時(shí)，切勿違背基準(zhǔn)電壓源的電源電壓裕量要求（VIN – VOUT）。由于基準(zhǔn)電壓VOUT = 0,因此+VDD的值必須等于或大于電源電壓裕量。例如，要利用5 V精密基準(zhǔn)電壓源ADR365產(chǎn)生–5 V基準(zhǔn)電壓，+VDD至少應(yīng)為5.3 V,因?yàn)锳DR365的電源電壓裕量要求為300 mV.放大器必須在其輸出端提供–5 V輸出，因此對(duì)于本例，16 V、低噪聲、精密、軌到軌運(yùn)算放大器AD8663將是明智的選擇。VSS應(yīng)設(shè)置為–5.5 V（提供0.5 V負(fù)輸出裕量），因?yàn)锳D8663的電源電壓范圍為16 V,VDD可以為5.3 V至10.5 V范圍內(nèi)的任何值。多數(shù)情況下，電源是對(duì)稱的，因此VDD = +5.5 V且VSS = –5.5 V將是不錯(cuò)的選擇。

　　ADR121與適合的運(yùn)算放大器一起使用，可以產(chǎn)生–2.5 V基準(zhǔn)電壓。由于運(yùn)算放大器必須輸出–2.5 V電壓，因此至少應(yīng)使用–2.8 V的VSS（假設(shè)存在軌到軌輸出級(jí)）。VDD至少必須為+0.3 V,才能滿足ADR121的VIN – VOUT要求。如果使用AD8603,則VDD不應(yīng)高于+2.2 V,使AD8603的總電源電壓不超過(guò)5 V.如果要求用對(duì)稱的2.8 V電源或更高電源（例如±5 V），則必須選用電源電壓更高的運(yùn)算放大器。