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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Low Cost Refernces in MCU


Autor: Michael (Gast)
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Hallo,

fast jeder Mikrocontroller,ADC, anderer Step-up/Down oder anderer 
"schlag mich tot"-IC hat heutzutage eine Referenz integriert.

Diese sind:
1. Einigermaßen genau
2. Verbrauchen wenig strom.(<100µA)
3. Billig (Zwangsläufig, da sonst der IC viel zu teuer ist!)

Angenommen, ich suchte das jetzt als externen IC: Wenn ich ich Punkte 
1+2 zusammenzähle komme ich vielleicht noch auf ein Ergebnis, aber 
spätestens beim Punkt 3. finde ich garantiert nichts mehr.

Mich würde deshalb interessieren, wie die das hin bekommen, am Besten 
mit Text und Schaltbild, solche Referenzen zu kontruieren. Mir geht es 
dabei nicht um den dritten Punkt(das Geld), sondern viel mehr möchte ich 
wissen, wie die diese Referenzen (wahrscheinlich in CMOS) aufgebaut 
wird. (Theoretischer Hintergrund). Hat da jemand was für mich?

Grüße
Michael

Autor: Peter R. (pnu)
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Es handelt sich um sogenannnte bandgap-references, unter dem Stichwort 
solltest Du googeln. oder im Tietze-Schenk nachschlagen.

Da sie im Wesentlichen aus mehreren npn-Transistoren aufgebaut sind, 
sind sie als Bestandteil eines IC sehr preiswert und gut.

Ihre Konstanz erfüllt die Ansprüche für 10-Bit AD-Wandler (siehe AVR's)
Die etwas schlechtere Absolutgenauigkeit der Referenz kann bei 
Kontrollern über Software ausgebügelt werden.

Bei der Einzelquelle wie TL431 kommmt eben einiges dazu, um die Spannung 
einstellbar zu machen. Auch die ist aber für meinen Geschmack sehr 
preiswert.

Für absolute Genauigkeit muss allerdings vom Hersteller abgeglichen 
werden. So etwas sind dann die etwas teureren Referenzspannungsquellen 
mit 0,5% oder noch weniger Fehler, die dann etwas mehr kosten.

Sebst aufbauen ist eher ein Witz, da die Arbeitsweise auf extremer 
Gleichheit der Transistoren beruht, was Aufbau und Temperatur betrifft. 
So etwas bekommt man nur auf einer integrierten Schaltung hin.

Autor: Michael (Gast)
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Ja, die Bandgrap-Referenzes kenn ich.

Nehmen wir mal AVRs an. Die sind in CMOS gefertigt und soweit ich weiß 
kann man solche Technologien nicht mischen. D.h. CMOS geht nicht mit 
Bipolar auf einen Wafer. Wie baut man also die Referenzen in CMOS auf? 
Es macht nämlich wenig Sinn, solche Referenzen mehr schlucken zu lassen 
als die ganze Logik verbraucht... (damit meine ich TL431-Referenzen)

Autor: Peter R. (pnu)
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Ich lerne gerne dazu, aber meines Wissens gibt es in dem 
Spannungsbereich mit der Temperaturdrift keine andere Schaltung.

Die Aussage, dass sich Technologien nicht mischen lassen, gilt doch 
nicht generell. Wahrscheinlich passt die bandgap schon in die 
CMOS-Technologie.

Wenn es um den Stromverbrauch geht, schalte die Refspannungsquelle durch 
den Kontroller beim "schlafengehen" ab.

übrigens, im Datenblatt des atmega8, S.193 wird explizit 
bandgap-reference aufgeführt.

Autor: Markus J. (markusj)
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Google-Suche nach Bandgap + CMOS ergibt jede Menge interessant 
klingender Ergebnisse und Papers ...

mfG
Markus

Autor: Anja (Gast)
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Michael schrieb:
> Es macht nämlich wenig Sinn, solche Referenzen mehr schlucken zu lassen
> als die ganze Logik verbraucht... (damit meine ich TL431-Referenzen)

Die Referenzen in den Prozessoren entsprechen vom Strom her eher einer 
LM385 als einer TL431.

Gruß Anja

Autor: Andreas (Gast)
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Hallo unter folgenden Link ist auch noch einiges zu 
Referenzspannungsquellen zusammengefasst.

http://www.sprut.de/electronic/referenz/index.htm


mfg
andreas

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