W poprzedniej części artykułu, dostępnej tutaj https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2898944.html, omówiliśmy trzy architektury stabilizacji dwóch napięć w analogowym systemie pomiarowym oraz rozważyliśmy część ich wad i zalet. W tej, ostatniej części artykułu przyjrzymy się dwóm istotnym dla projektu systemu kwestiom - powierzchni zajmowanej na płytce drukowanej (PCB) i całkowitemu kosztowi danego rozwiązania układowego.
Zajmowana powierzchnia oraz koszt
Niezależnym od własności elektrycznych systemu powierzchnia zajmowana na płytce drukowanej przez konkretne elementy systemu może być istotnym czynnikiem, szczególnie w systemach o wysokiej gęstości upakowania. Jeden rzut oka na powierzchnie zajmowaną przez poszczególne układy wystarczy aby ocenić które oszczędniej gospodaruje miejscem na PCB. Poniższe porównanie nie bierze pod uwagę kondensatorów filtrujących zasilanie, jednakże mimo tego jest bardzo miarodajne.
W poniższej tabeli przedstawiono uproszczone obliczenia powierzchni zajmowanej przez każde z rozwiązań. W obliczeniach uwzględniono jedynie wymiary obudów. Dzięki posiadaniu dwóch wyjść z jednego układu scalonego, proponowany w rozwiązaniu trzecim układ REF2030, przy zajmowanej powierzchni równej 4,64 mm² redukuje zajmowaną powierzchnię o 83% i 67% względem, odpowiednio, rozwiązania pierwszego i drugiego. Z punktu widzenia kosztów systemu układ REF2030 kosztując tylko $1,4 jest o 52% tańszy od rozwiązania pierwszego i o 30% tańszy od drugiego z proponowanych rozwiązań.
Podsumowanie
Rozwiązanie pierwsze
Oparte jest o dwa niezależne źródła napięcia odniesienia - jest proste w budowie, jednakże ograniczone jest mocno ilością fabrycznie gotowych i komercyjnie dostępnych napięć, a także warto pamiętać iż stabilizowane napięcia w ogóle nie śledzą nawzajem swojego dryftu termicznego. Dodatkowo pamiętać trzeba iż zastosowanie dwóch scalonych stabilizatorów napięcia odniesienia jest bardzo kosztochłonne.
Rozwiązanie drugie
Zużywa ono więcej elementów na PCB i zajmuje większą jej powierzchnię, jednakże jest tańsze i charakteryzuje się lepszym śledzeniem dryftu termicznego napięć w porównaniu do rozwiązania pierwszego. Niestety precyzja stabilizacji napięcia VBIAS jest dużo gorsza, gdyż zależy nie tylko od dryfu VREF, ale także precyzji i dryftu oporników w dzielniku o bufora. Poważną zaletą tego rozwiązania jest możliwość prostej aplikacji go w sytuacji w której VBIAS ≠ VREF/2.
Rozwiązanie trzecie
Charakterystycznym dla tego rozwiązania jest wykorzystanie zaledwie jednego układu scalonego. Projekt ten zapewnia najlepszą dokładność napięcia, najniższy koszt oraz minimalizację zajmowanej na płytce drukowanej powierzchni. Zasadniczo rozwiązanie trzecie charakteryzuje się o 90% lepszym dopasowaniem wyjść, zużywa o 67% mniej powierzchni i kosztuje o 30% mniej niż rozwiązanie drugie. Innymi słowy - w systemie w którym potrzebujemy dwóch, precyzyjnych napięć odniesienia, wykorzystanie układu takiego jak REF2030, jest bardzo dobrą opcją.
Źródło:
http://e2e.ti.com/blogs_/b/precisionhub/archi...part-3-a-voltage-reference-duel-of-duals.aspx
Zajmowana powierzchnia oraz koszt
Niezależnym od własności elektrycznych systemu powierzchnia zajmowana na płytce drukowanej przez konkretne elementy systemu może być istotnym czynnikiem, szczególnie w systemach o wysokiej gęstości upakowania. Jeden rzut oka na powierzchnie zajmowaną przez poszczególne układy wystarczy aby ocenić które oszczędniej gospodaruje miejscem na PCB. Poniższe porównanie nie bierze pod uwagę kondensatorów filtrujących zasilanie, jednakże mimo tego jest bardzo miarodajne.
W poniższej tabeli przedstawiono uproszczone obliczenia powierzchni zajmowanej przez każde z rozwiązań. W obliczeniach uwzględniono jedynie wymiary obudów. Dzięki posiadaniu dwóch wyjść z jednego układu scalonego, proponowany w rozwiązaniu trzecim układ REF2030, przy zajmowanej powierzchni równej 4,64 mm² redukuje zajmowaną powierzchnię o 83% i 67% względem, odpowiednio, rozwiązania pierwszego i drugiego. Z punktu widzenia kosztów systemu układ REF2030 kosztując tylko $1,4 jest o 52% tańszy od rozwiązania pierwszego i o 30% tańszy od drugiego z proponowanych rozwiązań.
Podsumowanie
Rozwiązanie pierwsze
Oparte jest o dwa niezależne źródła napięcia odniesienia - jest proste w budowie, jednakże ograniczone jest mocno ilością fabrycznie gotowych i komercyjnie dostępnych napięć, a także warto pamiętać iż stabilizowane napięcia w ogóle nie śledzą nawzajem swojego dryftu termicznego. Dodatkowo pamiętać trzeba iż zastosowanie dwóch scalonych stabilizatorów napięcia odniesienia jest bardzo kosztochłonne.
Rozwiązanie drugie
Zużywa ono więcej elementów na PCB i zajmuje większą jej powierzchnię, jednakże jest tańsze i charakteryzuje się lepszym śledzeniem dryftu termicznego napięć w porównaniu do rozwiązania pierwszego. Niestety precyzja stabilizacji napięcia VBIAS jest dużo gorsza, gdyż zależy nie tylko od dryfu VREF, ale także precyzji i dryftu oporników w dzielniku o bufora. Poważną zaletą tego rozwiązania jest możliwość prostej aplikacji go w sytuacji w której VBIAS ≠ VREF/2.
Rozwiązanie trzecie
Charakterystycznym dla tego rozwiązania jest wykorzystanie zaledwie jednego układu scalonego. Projekt ten zapewnia najlepszą dokładność napięcia, najniższy koszt oraz minimalizację zajmowanej na płytce drukowanej powierzchni. Zasadniczo rozwiązanie trzecie charakteryzuje się o 90% lepszym dopasowaniem wyjść, zużywa o 67% mniej powierzchni i kosztuje o 30% mniej niż rozwiązanie drugie. Innymi słowy - w systemie w którym potrzebujemy dwóch, precyzyjnych napięć odniesienia, wykorzystanie układu takiego jak REF2030, jest bardzo dobrą opcją.
Źródło:
http://e2e.ti.com/blogs_/b/precisionhub/archi...part-3-a-voltage-reference-duel-of-duals.aspx
Fajne? Ranking DIY
