一、前言

  LM331是一款经典的 V-F 转换电路，它内部具有一个 1.9V 的参考电压源。下面测试一下这个参考电压源的基本特性。为之后正确应用它提供实验基础。

二、测试稳压源

  在面包板上搭建测试电路。使用一个 QR10可编程电阻箱作为参考电源的外部电阻。测试 在不同电阻负载 下，LM331的参考电压。首先，在工作电源5V情况下进行测量。通过编程，测试负载电阻从 1k欧姆到1M 欧姆之内，参考电压的大小。

  测量从1k欧姆到1M欧姆对应的输出电压。可以看到除了第一数据点之外，其他电阻对应的输出电压都是1.9V左右。负载电阻从1k欧姆变化到 2k欧姆，输出电压线性上升，这说明，该端口对外似乎是一个恒流源。当电阻增加到3k欧姆之后，端口电压达到了1.9V时，输出电压变稳定在1.9V左右。负载电阻在4k欧姆到10k欧姆之间，输出电压 上下变化了大约 2mV左右。对应电压变化为 千分之一。输出电阻从5k欧姆到50k欧姆之间，电压不是单调变化，波动范围也在2mV左右。重新测量一次，对比两次结果，可以看到电压的波动是可以重复的。也说明测量数据比较准确。

▲ 图1.2.1 从1k到1M变化输出电压

▲ 图1.2.2 电阻与电压（1k-2k）

▲ 图1.2.3 从1K变化到5K

▲ 图1.2.4 不同电阻对应的输出电压（4k到10k）

▲ 图1.2.5 不同电阻对应的输出电压（5k到50k）

▲ 图1.2.7 对比两次测量结果

三、工作电压

  根据 LM331的数据手册，可以知道他的工作电压范围从 4V 一直到 4V。下面测试一下在不同的工作电源电压下，输出的参考电压的变化。

  从测量结果来看，随着工作电压从4V逐步上升到32V，参考电压也大体上单调上升。请注意，最后一小段的电压下降，有可能与在测量过程中，测量面板上的一个电解电容突然击穿造成电解液外溢有关系。

▲ 图1.3.1 不同工作电压与参考电压

  测量工作电压从3V变化到5V，试想它是否可以用于3.3V单片机系统当做 参考电压源。很可惜，在3.3V下，测量的LM331输出为0V. 这说明它只能应用在5V的电路系统中。

▲ 图1.3.2 从3V变化到5V对应的输出电压

四、温度的稳定

  下面定性测量一下 LM331参考电压的温度特性。使用热风枪与制冷喷剂对芯片加热和降温。测量温度变化对参考电压的影响。这是在测量 2分钟之内，LM331温度变化所引起的输出电压变化曲线。在开始，使用热缩管热风枪加热芯，温度升高较低，芯片输出电压上升了大约 0.5mV。在一分钟的时候，使用350度的热风枪加热芯片，温度急剧上升，引起的输出电压也产生了较大的变化。可以看到芯片参考电压的温度变化系数是正的。后面使用了制冷剂冷却芯片。输出电压急剧下降。由此，大体反应了 LM331的参考电压的温度特性。在普通的室温变化范围内，LM331的输出电压变化在 0.5mV范围之内。应该能够满足 12bit ADC 参考电压的要求。

※ 总  结 ※

  本文对于LM331中的参考电压源特性进行测试。在第二管脚输出参考电压，外部需要连接不小于3.5k欧姆的负载电阻。参考电压源具有正的温度系数。

参考资料[1]

LM331的基本功能: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/138246563

[2]

LM331震荡居然稳定了: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/138321695

[3]

LM331内部电流镜和恒压源: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/138336801