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三线制恒流源驱动电路设计
摘要: 恒流源驱动电路负责驱动温度传感器Pt1000,将其感知的随温度变化的电阻信号转换成可测量的电压信号。本系统中,所需恒流源要具有输出电流恒定,温度稳定性好,输出电阻很大,输出电流小于0.5 mA(Pt1000无自热效应的上限),负载一端接地,输出电流极性可改变等特点。
Abstract:
Key words :

 

   恒流源驅動電路負責驅動溫度傳感器Pt1000,將其感知的隨溫度變化的電阻信號轉換成可測量的電壓信號。本系統中,所需恒流源要具有輸出電流恒定,溫度穩定性好,輸出電阻很大,輸出電流小于0.5 mA(Pt1000無自熱效應的上限),負載一端接地,輸出電流極性可改變等特點。

  由于溫度對運放">集成運放參數影響不如對晶體管或場效應管參數影響顯著,由集成運放構成的恒流源具有穩定性更好、恒流性能更高的優點。尤其在負載一端需要接地的場合,獲得了廣泛應用。所以采用圖2所示的雙運放恒流源。其中放大器UA1構成加法器,UA2構成跟隨器,UA1、UA2均選用低噪聲、低失調、高開環增益雙極性運算放大器OP07。

雙運放恒流源

  設圖2中參考電阻Rref上下兩端的電位分別Va和Vb,Va即為同相加法器UA1的輸出,當取電阻R1=R2,R3=R4時,則Va=VREFx+Vb,故恒流源的輸出電流就為:

公式

  由此可見該雙運放恒流源具有以下顯著特點:

  1)負載可接地;2)當運放為雙電源供電時,輸出電流為雙極性;3)恒定電流大小通過改變輸入參考基準VREF或調整參考電阻Rref0的大小來實現,很容易得到穩定的小電流和補償校準。

  由于電阻的失配,參考電阻Rref0的兩端電壓將會受到其驅動負載的端電壓Vb的影響。同時由于是恒流源,Vb肯定會隨負載的變化而變化,從而就會影響恒流源的穩定性。顯然這對高精度的恒流源是不能接受的。所以R1,R2,R3,R4這4個電阻的選取原則是失配要盡量的小,且每對電阻的失配大小方向要一致。實際中,可以對大量同一批次的精密電阻進行篩選,選出其中阻值接近的4個電阻。

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