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正负电源的硬件选择与电路设计

2024-05-01 02:07:29

一、前言

最近需要使用ADC传感器输出正负模拟信号进行采集,在使用信号调理电路对传感器输入进行预处理时,遇到了正负电源的设计问题,目前采用的是精密可调并联调节器TL431和电荷泵电压逆变器SGM3207产生正负2.5V电压。

二、硬件选择与电路设计

最初的想法是抬高传感器输入端的电压,后续电路采用单电源设计。理论上是可行的,但需要合理选择运放输入端的电阻,串联电阻会增加运放输入端的噪声,对信号噪声和精度要求比较高的设计需要仔细选择电阻阻值。这种设计方式需要考虑传感器的等效输出阻抗,输出阻抗小可以采用这种方式,一般还是推荐进行信号调理后进行电压抬高。采用加法电路实现如下,输出端为VOUT=VIN1+VCC1.7。

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后续采用的是支持双电源供电的运放和ADC,电源电路如下,实测正电源电压为2.490V左右,负电源电压略高于-2.485V,精度在0.5%左右,基本满足运放供电要求。

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使用这种方案存在一定缺陷,只适用于对电源噪声要求比较低,负载电流比较小(1mA-100mA)的电路,但具有电路结构简单,成本低廉的优点。

TL431推荐焊盘形状(SOT-23):

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下面简单介绍一下SGM3207

SGM3207可以将输入端1.4V-5.5V电压转换为不可调节的负电压输出,具有60mA以上的电流输出能力,只需要三个电容就可以完成电路配置。

特点:

反转输入电源电压

高达60mA的输出电流

输入电压范围为1.4V至5.5V

静态电流:72μA(典型值)

用于启动到负载的集成有源肖特基二极管

-40℃至+85℃工作温度范围

SOT-23-5封装

典型应用电路:

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电气特性:

SGM3207推荐焊盘形状(SOT-23-5):

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