数控高精度恒流源电路

数控高精度恒流源电路


如左图所示，该电路由恒流源、信号综合、粗调、细调、CPU控制等部分组成。在恒流源电路中我们可以看出，在两个三极管的β值足够大的情况下，流过基准电阻(2Ω)的电流与流过负载的电流基本是相同的，即IL=VO3／RL。并且要在负载中产生1mA的电流，则VO3要输出2mV的电压。信号综合部分是一加法运算器，其输出表达式为V03=-(V02+V01)。粗调部分与细调部分都是用8位的D／A转换器实现的。CPU给粗调部分可传送0～19这20个状态值，通过调节电位 器设置好合适的放大倍数，使D／A转换器的值每增减一位，VU3的输出增减500mV，即可在负载中增减250mA的电流，实现电流的粗调。细调部分可接收CPU送来的0～250这251个状态值，调节好放大倍数后，使D／A转换器的值每增减1位，V03的值增减2mV，即可使负载中的电流增减1mA。整个工作过程的流程图见右图。
通过低分辨率D／A转换器的组合，达到了高精度的目的。在理论上通过这样组合以后，可达到16位分辨率的功能。对于该电路，可使电流的分辨率提高到0.1mA。
在该系统中，电流由电压V03在基准电阻上产生的，因V03非常稳定，由此产生的电流也非常稳定，纹波系数非常小，并且三极管β值的波动及+50V电源电压的波动对电流的影响也非常小。整个系统性能稳定、精度高、成本低。
由此可见，在对精度要求高、转换速度要求不高的情况下，我们可以通过低分辨率的器件的组合，实现高分辨率器件的功能，使系统的成本大大降低。