提高ANY-OUT可编程输出电压器件分辨率的两种方法

作者：Xavier Ramus
您可利用可调节 LDO 创建任意输出电压。不过，对于 TPS7A8300、TPS7A7100、TPS7A7200 以及 TPS7A7300 等 ANY-OUT 可编程输出电压器件而言，情况并非如此，其范围和分辨率都是有限的。对于这四款器件，您可使用它们的通用反馈架构提高分辨率。
下图是通用反馈架构：


我以 TPS7A83 的值为例。注意，参考电压基本上由放大器周围的增益放大。反馈电阻器在这里设置为 2.R，增益电阻器可以选择。此外，增益电阻器还可进行二进制加权。如果将阻值为 R 的增益电阻器连接至接地，那参考电压的增益就将为 1+(2.R)/R=3，输出将调节为 0.8V ×3= 2.4V。
由于增益电阻器可进行二进制加权，因此每个连接至接地的增益电阻器都会有的贡献。当有多个电阻连接至接地时，可通过叠加来确定输出电压。
最小分辨率由最大增益电阻器提供。在 TPS7A83 应用中，最小分辨率为。
请注意，到目前为止，并没有任何新信息，因为所有这些信息都直接来自产品说明书。查看 TPS7A83 说明书中的表2，您可看到连接至接地的电阻器不同组合对应的输出电压。
我们来进行进一步探讨，看看如何针对该问题进行扩展。
开始提到的四款器件还有一个特征，即能将传感及反馈引脚引出。我们先来看看如何使用传感引脚提高输出电压分辨率。
提高输出电压分辨率有两种设置方法，首先是使用片上组件帮助尽可能实现最精细的分辨率，另一种方法是通过添加一个外部电阻器来提高分辨率。
图2 是第一种电路配置。将 2.R 反馈电阻器与最小增益电阻器并联，将创建一款阻值为  的新反馈电阻器。该电阻器值与最大增益电阻器 32.R 相结合，将为 TPS7A83xx 提供 20.83mV 的分辨率。


该配置的输出电压范围从最初的 [0.8V +3.95V] 缩小为 [0.8V +1.445V]。注意，内部电阻器网络设置的 TPS7A8300 的 ±1% 误差精度可转换为 ±8mV 的最小电压误差精度。这仍然至少比 ANY-OUT 可编程电压分辨率好 2 倍。
该配置还有另外一种变量，即将 2.R 反馈电阻与 2.R 增益电阻并联实现的 25mV 最小分辨率是可编程电压。不过，这样做的不便之处在于 ANY-OUT 的可编程范围被分成了两部分。对于 25mV 的分辨率而言，该范围是 [0.8 1.175V] 和 [1.6V 1.975V]。
第二种电路配置可充分发挥提供反馈引脚的优势，能够帮助您连接其它增益设置电阻。添加一个 64.R 电阻器后，分辨率将提高至 25mV。一款 128.R 电阻器可将分辨率提高至 12.5mV，由于 TPS7A8300 的器件精确度问题，我认为该值也是可编程极限。
现在，查看电阻器值以及内外部电阻器间的热梯度匹配情况，便可同时获得最初电压范围与更高分辨率。


有了这两种不同的方法，您即可提高可编程分辨率，也可最大限度减少所需外部组件的数量。