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由Pt1000构成的三线制恒流源驱动电路

作者:dolphin时间:2012-07-19

  工作原理: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。
  由于温度对集成运放参数影响不如对晶体管(晶体管(transistor)是一种固体半导体器件,可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。晶体管作为一种可变开关,基于输入的电压,控制流出的电流,因此晶体管可做为电流的开关,和一般机械开关不同处在于晶体管是利用电讯号来控制,而且开关速度可以非常之快,在实验室中的切换速度可达100GHz以上。)或场效应管(场效应晶体管简称场效应管。由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管。它属于电压控制型半导体器件。具有输入电阻高(108~109Ω)、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。)参数影响显著,由集成运放构成的恒流源具有稳定性更好、恒流性能更高的优点。尤其在负载一端需要接地的场合,获得了广泛应用。所以采用图2所示的双运放恒流源。其中放大器UA1构成加法器,UA2构成跟随器,UA1、UA2均选用低噪声、低失调、高开环增益双极性运算放大器OP07。

三线制恒流源驱动电路

  设图2中参考电阻Rref上下两端的电位分别Va和Vb,Va即为同相加法器UA1的输出,当取电阻R1=R2,R3=R4时,则Va=VREFx+Vb,故恒流源的输出电流就为:
  由此可见该双运放恒流源具有以下显著特点:
  1)负载可接地;2)当运放为双电源供电时,输出电流为双极性;3)恒定电流大小通过改变输入参考基准VREF或调整参考电阻Rref0的大小来实现,很容易得到稳定的小电流和补偿校准。
  由于电阻的失配,参考电阻Rref0的两端电压将会受到其驱动负载的端电压Vb的影响。同时由于是恒流源,Vb肯定会随负载的变化而变化,从而就会影响恒流源的稳定性。显然这对高精度的恒流源是不能接受的。所以R1,R2,R3,R4这4个电阻的选取原则是失配要尽量的小,且每对电阻的失配大小方向要一致。实际中,可以对大量同一批次的精密电阻进行筛选,选出其中阻值接近的4个电阻。



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