电子元器件采购网

广告

您的位置 首页 观点

ADI:差动放大器构成精细电流源的中心

文章转自ADI官网,版权归属原作者所有 许多应用利用精密电流源提供恒定电流,包括工业过

文章转自ADI官网,版权归属原作者一切

许多运用运用精细电流源供给恒定电流,包含工业进程操控、仪器仪表、医疗设备和消费电子产品。例如,进程操控体系运用电流源供给电阻温度检测器(RTD) 所需的鼓励电流;数字万用表运用电流源丈量不知道电阻、电容和二极管;长距离信息传输广泛运用电流源来驱动4 mA至20 mA电流环路。

精细电流源传统上选用运算放大器、电阻和其它分立器材构建,但存在尺度、精度和温度漂移等方面的缺乏。现在,高精度、低功耗、低本钱集成 差动放大器1, 例如( AD82762) 的呈现,使得尺度更小、功能更高的电流源变成实际,如图1所示。反应缓冲器运用低失调、低偏置电流放大器,例如AD8538, AD8603, AD8605, AD8628, AD8655, AD8661, AD8663, OP177, 或 OP1177, 详细取决于所需电流规模。

Figure 1
图1.差动放大器和运算放大器构成精细电流源

输出电流能够经过下式核算:

Equation 1

假如 Rg1 = Rg2 = Rf1 = Rf2, 上式可简化为:

Equation 2

最大输出电流受以下要素约束:运算放大器输入规模、差动放大器输出规模以及差动放大器SENSE引脚电压规模。有必要满意下列三个条件:

Equation 3
    在运算放大器输入规模内
Equation 4
    在SENSE引脚电压规模2× (–Vs) – 0.2 V至2× (+Vs) – 3 V内。
Equation 5
    在A D8276输出电压规模–Vs+ 0.2 V至+Vs– 0.2 V内。

SENSE引脚能够耐受简直为电源两倍的电压,因而第二个约束条件适当宽松。2.5V至36V的宽电源电压规模使得A D8276成为许多运用的抱负之选。A级和B级的最大增益差错分别为0.05%和0.02%,因而电流源精度最高可达0.02%。

装备改变

关于能够承受稍大差错的低本钱运用,能够移除反应缓冲器以简化电路,如图2所示。

假如

Equation 6

则输出电流为:

Equation 7

关于 

Equation 8
Figure 2
图2.去掉反应放大器的简化电路

假如所需输出电流小于A D8276的输出才能15 m A,则可去掉升压晶体管,如图3所示。假如低电流和下降精度均能承受,则可选用更为简略的低本钱装备,如图4所示。

Figure 3
图3.针对低电流运用的简化电路
Figure 4
图4. 针对低本钱、低电流运用的简化电路

图5所示的拓扑结构能够用于高电流、高精度运用,运算放大器输入规模无约束。

Figure 5
图5.差动放大器和匹配电阻构成精细电流源

输出电流能够经过下式核算

Equation 9

假如彻底匹配, Rg1 = Rg2 = Rf1 = Rf2 = 40 kΩ 且 R1 = R2, 则输出电流为:

Equation 10

外部电阻R1和R2应具有超高精度和匹配度,不然输出电流将随负载而改变,由此发生的差错无法经过软件来校对。

外围器材

输入电压VREF能够是DAC输出、基准电压源或传感器输出。假如需求可编程电流源,引荐运用精细14位或16位DAC,如AD5640, AD5660, AD5643R, 和 AD5663R 等。至于基准电压源,要求更高功能时引荐运用精细基准源 ADR42x和 ADR44x 要求低功耗时引荐运用 ADR36x 要求低本钱时引荐运用;AD158x和ADR504x 要求小尺度时引荐运用集成运算放大器与基准电压源ADR82x。

基准电压源能够连接到AD8276的反相或同相输入端。假如运用同相输入,共模电压为 

Equation 11

输出电流为

Equation 12

假如运用反相输入,共模电压为

Figure 13

输出电流为

Equation 14

运用反相输入时,需求一个缓冲放大器;因而,主张运用同相输入,以简化电路。

晶体管挑选

挑选升压晶体管时,必须使VC高于电源电压,并使IC高于所需输出电流。引荐运用2N3904、2N4401和2N3391等低本钱晶体管。电流较低时,无需运用晶体管。

试验基准成果和剖析

运用图1电路测得的输入电压与输出电流的联系如图6所示。A D8276和AD8603选用+5 V电源供电。R1的容差为0.1%。晶体管为2N3904。基准电压以0.01V步进从0.05 V扫描至1.20 V。输入规模受电源和AD8603输入规模的约束。

最大差错为0.87%,平均差错为0.10 %。电流检测差错受外部电阻的约束。较高精度的电阻能够发生较高精度的电流源。

Figure 6
图6.运用差动放大器和反应放大器的测验成果

结束语

差动放大器A D8276具有低失调电压、低失调电压漂移、低增益差错、低增益漂移特性以及集成电阻,能够用来完成准确、安稳的电流源。宽电源电压 规模(2.5 V至36 V)使其能支撑各式各样的负载。节约空间的8引脚MSOP封装和低功耗特性,则使它十分合适电池供电的便携式体系。选用差动放大器完成精细电流源能够缩小PCB面积,简化布局,下降体系本钱,进步可靠性。

附 录:差动放大器

表 1

类型共模规模 (V)典型带宽(MHz)CMRR(dB)增益规模最小电源电压(V) 最大电源电压(V) 
AD8270–Vs 至 +Vs10981.5+5+36
AD8271–Vs–0.4 至 +Vs+0.415801.5+2.5+36
AD8273±4020861.5+5+36
AD8274±310 861.5+5+36
AD8275–13 至 +24 15960.2+3.3+15
AD82762(–Vs) + 0.2至 2(+Vs)–3 0.55 861+2.5+36

Part 2

类型电源电流(mA) VosTC (μV/°C) 增益TC(ppm/°C 温度规模 封装 
AD82702.51.51–40 至 +125LFCSP
AD82712.622–40 至 +85MSOP
AD82732.532–40 至 +125SOIC
AD82742.630.5–40 至 +85MSOP, SOIC
AD82752.32.50.3–40 至 +85MSOP 
AD82760.2221–40 至 +125MSOP, SOIC 

声明:本文内容来自网络转载或用户投稿,文章版权归原作者和原出处所有。文中观点,不代表本站立场。若有侵权请联系本站删除(kf@86ic.com)https://www.86ic.net/news/guandian/44449.html
电子元器件采购网

广告

为您推荐

联系我们

联系我们

在线咨询: QQ交谈

邮箱: kf@86ic.com

关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

返回顶部