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| 數(shù)控直流電流源的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(2) |
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電壓-電流轉(zhuǎn)換模塊由精密運(yùn)放與三個(gè)晶體管組成的達(dá)林頓管電路構(gòu)成。轉(zhuǎn)換電路利用晶體管平坦的輸出特性和深度負(fù)反饋電路使輸出電流穩(wěn)定，如圖2所示，此V/I轉(zhuǎn)換電路的帶負(fù)載能力強(qiáng)，電流輸出范圍達(dá)0"3A。輸出電流Io經(jīng)反饋電阻RF得到一個(gè)反饋電壓Vf，Vf=V11-V12，通過(guò)R5、R6加到運(yùn)算放大器的兩輸入端，設(shè)運(yùn)放兩端的電為V1、V2，Vi由單片機(jī)DAC輸出。因?yàn)槔硐脒\(yùn)放的輸入電流約等于零，且V1=V2，則：
V12[1-R6/(R2+R6)]+ViR6/(R2+R6)=V11R1(R1+R6) 由于V12=V11-Vf，則： V11R2/(R2+R6)+(ViR6-VfR2)/(R2+R6)=V11R1/(R1+R5) 令R1=R2=10kW，R5=R6=1kW，則有Vf=ViR6/R2=Vi/10 若暫不考慮反饋時(shí)，Io=Vi/(10Rf)由此可見(jiàn)，輸出電流的標(biāo)定由D/A轉(zhuǎn)換所得輸出電壓Vi和Rf的阻值決定，成線性變換。Rf由大線徑銅絲制作，其溫度系數(shù)很小(5ppm/℃)，大線徑可以使其溫度影響減至**小。3個(gè)三極管應(yīng)選用大功率管TIP122，且使用散熱片，以******管子工作在線性區(qū)。 電壓-電流轉(zhuǎn)換模塊還有另外一種方案，即采用三個(gè)運(yùn)放構(gòu)成輸出電流可變的電流源，如圖3所示。輸出電流I=Vi/R1，為使R1兩端的電壓保持恒定，由差分放大器IC1b通過(guò)射隨器IC1c監(jiān)測(cè)R1兩端的電位，此電位經(jīng)IC1b的7腳加到比較器ICa的反相輸入端與Vref比較，根據(jù)比較結(jié)果使比較器的輸出端變化，直到平衡為止，即Vr1=Vi。電路中的電容用于補(bǔ)償ICa的頻率，減少控制環(huán)路的延時(shí)。只要R1=R2=R3=R4=R5，此電路的性能較好，但帶負(fù)載能力不強(qiáng)，環(huán)路延時(shí)補(bǔ)償對(duì)電路的穩(wěn)定有較大影響。 |
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