利用混合信号器件获得模拟电压参考值的方法

缓冲器

在外部获得两个输入的情况下，自调整配置中的比较器可用作缓冲器。缓冲器的准确度与参考电压的准确度一样。缓冲模式的方框图与图3所示相同，只不过内部参考电压Vbg被外部输入电压所替换而已。

精确度和依赖性

用来从数字信号获得DC值的低通滤波器决定着输出信号的稳定时间和准确度。如果采用PWM-DAC方法，那么低通滤波器的极点必须根据PWM的频率进行选择;如果采用自调整方法，则必须根据比较器的时钟频率来选择。如果低通滤波器的极点过高，Vout就不能达到稳定状态值。以Fclk作为内部时钟频率，低通滤波器的具体要求可通过如下方程式计算获得：

电阻链和PWM方法直接与供电电压相关联，而自调整参考电压的变动则取决于带隙电压和比较器偏置的变动。

我们用赛普拉斯可编程片上系统(PSoC)构建了自调整电路的实施方案，并以此来收集性能数据。内部参考带隙电压和Vdd上外部获得的参考电压变动情况如图5所示。该图由通过收集采用最小型PSoC芯片CY8C21123所实施电路的数据绘制而成，该电路的平均比较器偏置电压为8mV。从图中可以看出，外部电压参考对供电电压的依赖取决于带隙参考电压变动和供电电压的比较器参数(偏置)。

图5：参考电压随供电电压和温度而产生的变化。

前两种方法对温度的依赖可以忽略。自调整电压参考电路取决于带隙电压和温度偏置差异。参考电压随温度的变动情况如图5所示。温度变动几乎完全随Vbg变动。与温度的变动相比，比较器的偏置等非理想参数与供电变化有较大不同。这会导致输出参考电压与内部参考电压差异更大，具体差异为Vdd。

因为输出的有效电阻不为零，所以上述所有方法的负载驱动功能均小于缓冲电压输出。在三种方法的驱动功能中，第一种方法最低。连接到该节点的电阻必须大大高于有效电阻 (Reff)。PWM-DAC的负载驱动功能与任何低通滤波器相同。

我们可通过理想的比较器来获得自调整电路的负载驱动功能。反馈电阻器(低通滤波器电阻)(Rlp) 决定着电路的驱动功能。由于输出会发生变动，以保持比较器的两个输入值相同，因此负载电阻会有以下限制，计算方程式如下：

本文介绍了模拟功能有限的芯片如何获得模拟电压参考值的方法。我们可在已将模拟功能用于其他目的的系统中采用上述方法，此外还能将不同的电路结合起来使用，从而获得不同的电压参考，进而提高灵活性和可编程性。