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可產(chǎn)生微弱電流的交流恒定電流源
可產(chǎn)生微弱電流的交流恒定電流源

電路的功能

不管交、直流,傳感器的驅(qū)動大多采用恒流源,所謂恒流源是指即使負(fù)載阻抗發(fā)生變化。流過的電流也不改變的電路,這種電路可用來測量未知電阻或阻抗。

從電路圖可以看出,因負(fù)載的一端可以接地所以應(yīng)用范圍很廣。

電路工作原理

如果連接該電路的負(fù)載電阻為RL,即使改變RL,流過負(fù)載的電流IO也不變。電路構(gòu)成正反饋環(huán)路,增加緩沖放大器A2可以減少誤差,并控制EIN≈IO.R5。

輸出端產(chǎn)生的電壓VOUT=IO*RL,此電壓被反饋給A1,用增加負(fù)載電阻的辦法來補(bǔ)償電流的下降??色@得恒流特性的負(fù)載電阻,其最大值RL由輸出電流IO、傳感電壓IO*R5以及OP放大器的最大輸出電壓確定,可用下式計算:

最大輸出電流由OP放大器的輸出電流確定,當(dāng)需要較大的電流時,應(yīng)在A1輸出端加電流增強(qiáng)器。

具體計算最大負(fù)載電阻時,輸入為1V,有1UA的恒定電流流過,所以若設(shè)R5=1M,OP放大器的最大輸出電壓為10V,則:

這種狀態(tài)下各部分的電壓如下:

電路輸出電壓和A2輸出電壓為1UA*9M=9.0V,A1的引線2為:(IO.RL+IO.R5)/2=+5V,引線3根據(jù)EIN+((IO.RL-EIN).(R2/(R2+R4)),為+5V。

使用注意事項

負(fù)載電壓的輸入電壓之和應(yīng)小于OP放大器的最大輸出振幅(VO≈10)。OP放大器A2采用輸入偏流IB小的產(chǎn)品(IB≤IO/1000)。

采用由輸入電壓改變恒流值的方式,EIN≥10MV時,應(yīng)增加OP放大器的失調(diào)調(diào)節(jié)電路。R1~R5電阻的特性必須一致,必須采用相對誤差(不是絕對誤差)小的產(chǎn)品。

因為構(gòu)成正反饋環(huán)路,所以會引起振蕩。必須在R3上并聯(lián)100PF左右的電容器(F-1BD≈150KHZ)。如果輸入是直流,電容量應(yīng)稍選大些,選0.01UF。

注釋

恒定電流驅(qū)動電感L的方法

若驅(qū)動信號的頻率不變,不存在問題,但是如果大范圍改變交流信號,負(fù)載阻抗就會大幅地改變,有時會使端電壓飽和,產(chǎn)生振蕩。尤其在高頻時,因電感L有寄生電容,會引起諧振,這時可如圖所示在負(fù)載電感上并聯(lián)CR串聯(lián)的電路,在一定程度上能抑制阻抗的上升。

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