Колеги, имам следния проблем.
Трябва да получа опорно напрежение за АЦП MCP3008 и искам то да се регулира от 2.45V до 3.3V. Използвам TL431C по следната схема (прикачената):

Пресмятам изходното напрежение Vref по формулата:

Vref = 2.5 * (1 + R9 / R10) + i_ref * R9

Считам последния член за пренебрежимо малък (i_ref ~= 5uA -> 5uA * 500 = 0.0025V) и смятам приблизително минималното напрежение и максималното:

Vref_min = 2.5 * (1 + 0 / 1500) = 2.5V
Vref_max = 2.5 * (1 + 500 / 1500) = 3.33V

Тези резултати ме устройват, но практиката показа друго ... При избраните стойности изхода се мени от 2.48V (добре, това го разбирам и е нормално) до едва 2.64V (ей това вече не го разбирам). Ако намаля R10 и изходното напрежение намаля При все че би трябвало да е обратно. Увеличих R10 до 8.2k, но изхода не се повлия значително - стои си далеч под 3.3V. Вероятно проблема тогава може би е в R4 - той е с идеята да ограничи тока под 10mA, но за него в datasheet-а нищо не пише.

Може би съм проспал нещо (поради липсата на климатик тук), но все пак според вас къде е проблема? Идеи? Формули?

Първо вдигни R9 и R10 с един порядък (10 пъти). И второ - как мислиш да изкараш Vref 3.3V като и захранващото ти Vdd е толкова? Я помисли какъв ток ще тече през R4 при това положение?

Добре, може ми трябва да махна R4, за да разваля делителя. Така ли е? Само че не трябва ли да се ограничи тока...
А по отношение на R9 и R10 - ще пробвам, но защо? Никъде не пишат порядък - например в много приложения ползват отношение 1:1, т.е. R9=1k, R10=1k - за други цели, разбира се, но имам предвид порядъка.

Ти това 3.3 волта го правиш от стабилизатор, нали? Просто свържи R4 към входа на стабилизатора, а не към изхода. Евентуално може да се налИжи да го увеличиш ...

bateAz, ти оправи работата, благодаря
Благодаря и на ji4ka де.

Смятам проблема за решен. Оставих същите стойности на елементите, просто свързах R4 към +5V (което си е входа на стабилизатора) вместо към 3.3V и сега изхода ми се регулира от 2.48V до 3.37V, което мисля, че е супер.

uglyduck, проблема е ,че не можеш да сметнеш ток през резистор, което хич не е супер. Трябва ти спешна среща с господата Ом и Кирхоф.
И след като 3.3 ти е стабилно, може да ползваш само делителя, без този стабилизатор, само с едно допълнително кондензаторче към пина.

ji4ka! Peace, brother, peace! Недей с лошо.
Според документацията "R should provide cathode current ≥ 1 mA to the TL431 at minimum VI" (това е моето R4) - демек, какъв ми е проблема тук. Освен това ще ми кажеш ли колко е вътрешното съпротивление през опорния източник, та да мога да си сметна еквивалентното съпротивление, та да знам какъв ток ще тече (май според господин Ом). Освен това, според господин Кирхоф втичащият ток е равен на сумата от изтичащите - колко ще изтече през опорния източник и колко през АЦП-то ми. Да не говорим, че по отношение на Iref също няма пълна яснота - разгледай два-три документа на TL431 и ще се убедиш. Освен това, обясни ми защо са създадени опорните източници, щом като делителите оправят работата.

Виж приятелю, благодаря ти за отговорите и не се заяждам. Ама ако искаш да обясниш нещо - давай. А ако ще ми казваш с кого да се срещам - по-добре не пиши, защото така правим един безсмислен спор, с който запълваме форума. Аз не искам да споря. А иначе на всеки се случва да се зачуди нещо, пък било и най-голямата глупост - е, мен не ме е срам да попитам.

Охо ,и докачлив... Вместо тия приказки, да беше сметнал тока през R4 - щеше да ти просветне.
После и другите работи ще сметнем , ама полека, да не бързаме.

Ами не можеш да искаш да извадиш опорно напрежение 3.3V от входно такова 3.3V с линейна електроника, нали все пак ще имаш загуби, или ще работи без загуби схемата ?

R4 се смята изключително лесно. Да речем имаш входно 5V, искаш изходно опорно 3.3V, значи върху R4 ще има пад на напрежение от 1.7V, делиш тези 1.7V на минималния ток от 1mA и за R4 получаваш 1.7к . Тези обаче 1mA са минималния ток, при който TL431 ще работи. Като се има в предвид, че твоето АЦП и то ще иска някакъв точец, който ще минава през R4, то излиза, че 1.7k няма да оправят работата, защото тока няма да стигне за TL431. Затова намираш в дейта чаршафа на АЦП-то колко точец иска през reference крачето си, добавяш този ток към единия милиампер на TL431 и пак смяташ колко трябва да ти е R4. После се сещаш, че делителя и той ще смучи малко ток, който пак ще дойде от R4, прибавяш този ток към единия милиампер на TL431 и тока на АЦП-то, пак смяташ и да речем накрая виждаш, че през R4 ще трябва да мине 1.5mA, тогава R4 при 5V входно трябва да е 1.1к Та затова ji4ka ти каза, да вдигнеш в пъти стойностите на делителя, за да може да смуче минимален ток от R4. Не че няма да работи и с голям ток, но защо да вкарваме загуби в R4, когато можем да ги избегнем ?

А опорните източници са създадени за да дават прецизно напрежение или ток. Някои от тях са регулируеми, като за да се регулира изходното им напрежение/ток се слагат външни прецизни резистори. За TL431 има AN на почти всеки един производител, там си е описано кое как се прави и защо се прави. Например TL431 е регулатор на ток, регулирайки ток през себе си, TL431 поддържа 3.3V на изхода на схемата, ако на товара на тия 3.3V му потрябва повече ток, то TL431 намалява своя ток, при което вече по-голяма част от тока през R4 ще отива към товара. Естествено TL431 не може да намалява своя ток по-малко от 1mA, просто това е минималния ток на функциониране на TL431.

Не съм докачлив (или пък може би съм малко ), ама не обичам като ми кажат - ми ти А и Б не знаеш, пък ние тук много разбираме и държим да го изтъкнем - демек що ни губиш времето... Както и да е. И аз това казвам - от много приказки, файда нулева.

Той проблема го реших още вчера, ама хайде...
Да сметнем тока през R4: I = U / R => I_r4 = 3.3V / 430 = 0.0076A, демек към 8mA.
Или пък при 5V: _r4 = 5V / 430 = 0.0116A, демек към 12mA.
Къде е проблема?
Останалите елементи са сметнати според документацията, и както бях написал. Сметките са си наред. Ако реша да анализирам нататък - може. Те в дейташита дават и вътрешната схема. Ама къде отива работата...

Е, проблема беше, че при наличие на тоя делител и захранване от 3.3V аз не мога да искам максималния ми изход също да е 3.3V. Свързах към 5V и всичко се нагласи според сметките.
А на изначалното ти предложение (а помежду другото и на ) така и не намерих оправдание - защо аджеба така?

Това е.
А иначе, извинявай, аз никой не искам да настъпвам.

¶, благодаря и на тебе Вече разбрах всичко каквото ми е нужно. Нямам повече въпроси по темата.

@uglyduck, спокойно, ритането в кокалчетата е стандартна процедура от по-големите към по-малките, нещо като в детската градина, ама за възрастни

... токът ти не е това което си сметнал, иначе проблем няма, освен че загряваш и резистора и източника ненужно, загряването променя праметрите, от там и стабилността.
Иначе ти проблема го реши, ама идея си нямаш как го реши и защо става така. А там изобщо нямаш делител, не знам дали го осъзнаваш, делителят ти е Р9-Р10, Р4 ням нищо общо с него. Чипът ти поддържа токът през него да е такъв, че ходното напрежние - падът в-у Р4 да дава зададеното изходно напрежение.
Ако консуматора ти е 1 мА, и имаш още 1 мА за чипа, то тогава максималната стойност на Р4 при изходно напрежение 3.3 и входно 5 В ти е (5-3.3)/(0.001+0.001) = 850 Ом. Ако товара ти е 10 мА, то тогва нещата стват различни, (5-3.3)/(0.001+0.01) = 145 Ом.
Реално това което ти си сложил не е толкова грешно, въпроса е че ти идея си нямаше защо тоя резистор е такъв, и защо трябваше да вържеш входа към 5.
Иначе твоето АЦП не гълта повече от 1 мА на реф. входа, така че спокойно можеш това съпротивление да го сложиш по-голямо, 820 Ом или 1 кОм. Имай в предвид че през този ИОН протича постоянно ток, и колкот този ток е по малък толкова по добре. Това че му дават 100 мА нищо не значи, ако го оставиш н тоя ток той ще изгори за няколко минути, ако си късметлия час или два. Корпусчето рзсейва максимум 700 мВт, ама всъщност повече от 200 не може без да почне да грее нечовешки, и едно ненужно претоварване ти ограничава работния температурен обхват. Като имаш още 10 греещи компоненти на платкатаи ще се окаже че над 40 градуса околна схемата почва да даа грешки, щото вътре ще е 60, а компонентите ще са над допустимата си температура.

Прав си ToHu - идея си нямах защо тоя резистор е такъв. Сега знам.
Значи "по-големите" като искат да обяснят нещо на "по-малките" - можело да стане. Само дето обичат да посритват по кокалчетата. Еми, какво да се прави. Не исках да предизвиквам толкова много постове - ама за мен беше от полза.

По една виртуална бира за всички

Ми то не се разбира, то се смята.... Имаш делител R4 към R9+R10, т.е. 500:2000. При ненатоварен тоя делител и 3.3 на входа, на изхода се получава 2.64V. Ако го натовариш тоя делител с 1mA ще клекне до 2.24V

С две думи, R9+R10 са ти твърде голям товар (ниско съпротивление) и тоя товар сваля Vref.... Тоя проблем ще го решиш като вдигнеш R9,R10 с няколко порядъка, обаче имаш и друг проблем - искаш при 3.3 на входа да изкарваш почти толкова на изхода.

Значи или трябва да вдигнеш входното както явно си направил с 5-те волта или да намалиш малко горната граница и да подбереш компонентите. При втория вариант първо може да избереш TL431, който работи и с 0.4мА (а не 1мА). После определяш R4, както обясни Тони ако то е много ниско, ще имаш голяма мощност върху него. Ако е много високо изхода ти ще падне... Максималния пад върху него е 3.3-2.5=0.8V. Тук вече зависи какъв корпус ще избереш (различните корпуси, разсейват различно), но да кажем за SMD 0603-0805 и за да не топли го ограничим на 40mW, то тока през него ще 0.04/0.8=0.05 т.е 50mA . Демек минималното съпротивление ти е 0.8/0.05=16 ома.
Значи поне 27 ома, но може и по-голямо. Примерно ако смениш TL-ката с 0.4mA и общото ти натоварване е 0.5мА падът върху R4 ще е 0.5*27=14mV. При 1mA (aко не смениш TL) ще е 27mV. Ако те устройва и 3.2V може и 100 ома да сложиш...

Сега делителя R9/R10. Него смяташ за малък ток, но поне 5-10 пъти по-голям от iref. Примерно 100uA. Така получаваш R9=8.2k R10=27k.

Те така се изчислява схемата при 3.3В на входа и 2.5 - 3.2+ на изхода. То и при 5V пак е по същия начина де, само че тогава нямаш проблем с горната граница на изхода, а с по-голямото греене...

И последно, винаги когато се ползват високоомни делители *задължително* се слага кондензатор. В случая трябва да имаш кондензатор паралелно на R9 (надявам се да се сетиш защо) със стойност 10-100pF. Разбира се трябва да сложиш и филтрираш кондензатор на Vref, а може и група (10pf + 1n + 100n). А още по-добре ще е ако добавиш и RC филтър, демек едно съпротивление 100-1000 ома пред кондензаторната група, но в тоя случай може още един порядък да вдигнеш капацитета...