[实用新型]基于运算放大器的高精度可调电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种小功耗电源供给系统，具体是指基于运算放大器的高精度可调电源。

背景技术

频率标准源是能产生高准确度和高稳定度标准频率信号（如 5兆赫、10兆赫正弦信号）的振荡器及其附属电路。它用作时间统一系统的守时设备，为某些测量设备提供标准频率信号。表征频率标准源性能的主要指标有频率准确度、频率稳定度和频率漂移率。频率准确度是频率标准源输出频率的实际值与标称值的相对偏差。频率稳定度表示频率标准源输出频率因受随机噪声影响产生的随机起伏特性。由于采样时间不同，频率稳定度的值也往往不一样。习惯上将采样时间小于秒量级的频率稳定度称为短期频率稳定度，而采样时间为秒量级以上的频率稳定度称为长期频率稳定度，其频率漂移率是指受元、器件老化影响后它的输出频率随时间的线性变化关系。随时间单位的不同有日漂移率、月漂移率和年漂移率。航空航天工程中的时间统一设备常用高稳定恒温晶体振荡器和各种原子频标作为频率标准源，使所获取、纪录的数据和事件具有严格统一的时间标准。在雷达应用领域和频率标准源产生器中，对频率信号的频谱纯高要求越来越高，要得到最好的频谱纯度，除了要求频率源产生本身的频谱纯要好，同时也要求其中传输的放大器的本低噪声越小越好。在制作输出放大器时，大多数时候，都是采用的正负电源供电模式，其好处是可以抑制共模电源的干扰，以及输入0电平的叠加噪声比较小。随着雷达和频标产生对频率纯净度的要求越来越高，一些的电路对电源的要求也越来越高，高稳压精度、低噪声、结构简单以及特殊的电压量，对于通常的可调线性稳压电源，不能满足精度和噪声的需求，而基准稳压器又不能满足电压值的和电流的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于运算放大器的高精度可调电源，电源供给系统，解决电路中对特殊电源的供给需求。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

基于运算放大器的高精度可调电源，包括高精度的电压基准电路，电压基准电路的输出端与电阻分压网络连接，电阻分压网络的输出端与同向运算放大器连接，同向运算放大器的输出端Vout输出电源电压。电压基准电路输出高精度低噪声的电压信号Vo，Vo经电阻分压网络获得电压Vi，Vi通过同向运算放大器放大就产生了具有高精度、低噪声的恒压电压源，同向运算放大器具有一定的放大倍数A，通过选择不同放大倍数A，或者调节同向运算放大器的放大倍数A就可以得到客户所需的电源。

所述的电阻分压网络包括电阻R1，电阻R1的一端与高精度的电压基准电路的输出端连接，电阻R1的另一端同时与电阻R2、以及同向运算放大器连接，电阻R2接地。进一步讲电阻分压网络包括串联的电阻R1和电阻R2，电阻R1和电阻R2之间的电位点作为分压后的电压输出Vi，Vi通过同向运算放大器放大就产生了具有高精度、低噪声的恒压电压源，并输出Vout，

Vout = A×V1 = A×R2×Vo/（R1+R2）

电路稳压精度分析，从上式可以知道电路的输出电压只与输入电压有关，其精度也之与输入电压精度有关，而与供电的电压的变化无关。影响运算放大器输入波动的电压的主要因素，是电路中的电阻受环境温度变化而产生的电阻值变化。

金属电阻的温度特性：

电阻温度系数（PPM/℃）= （ R 1 - R O ）/R 0 ×1（t 1 - t 0） ×X106 

上式中 R O ：于室温中测定之电阻值（Ω） 

R1：于试验槽中测定之电阻值（Ω） 

t0：室温温度（℃） 

t1：试验槽温度（℃），

    从金属电阻的温度特性知道，相同的变化导致的电阻值的变化也是相同的，而且是单调变化的，假设电阻的温度系数为：Kt，将温度系数带入上式，得到：

Vout = A×V1 = A×R2×Kt×Vo/（R1×Kt +R2×Kt）

= A×R2×Vo×Kt/[（R1 +R2）×Kt]

        = A×R2×Vo/（R1 +R2）

从上式可以确定，选择相同温度系数的金属电阻，环境温度的变化将不会影响输出电压的变化。

所述电阻R1为可调阻值的电位器。进一步讲，为了扩大其调节范围，可以采用电位器代替电阻R1，使得电阻分压网络的输出Vi为可调的，更容易调节输出的恒定电压电源。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：