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用运算放大器构成压控恒流源的研究 钱如竹 （淮阴师范学院，江苏 淮安 !!"##$） 摘要：从恒流源内阻和形成输出电流误差两个方面，给出用运算放大器构成压控恒流源 的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 结果。 关键词：运算放大器；恒流源；内阻；输出电流 中图分类号：%&’! 文献标识码：( 文章编号：$##$)$"*#（!##!）#+)##"$)#" !"#$%&’$：%,-./01 0201,3.3 45 678 /4236026)/9::826 :83.3602/8 02; 678 496-96 /9::826 8::4:， %78 <:.68: =.>83 678 0201,3.2= -:4/833 ?, @8023 45 4-8:06.4201 0@-1.5.8:A ()* +,%-#：4-8:06.4201 0@-1.5.8:；/4236026 /9::826 349:/8；.268:201 :83.3602/8；496-96 /9::826 !.&/*#0# ,1 2,/$&3) ’,.$%,//)- ’,.#$&.$4’5%%).$ #,5%’)# ,. ,6)%&$0,.&/ &76/010)%# B.02 C9D79 （E236.6968 ?, F90.,.2 %80/78:3 G4118=8，H.02=39 F90.02 !!"##$，G7.20） 4 89 4 总第 "* 卷 第 +"I 期 电测与仪 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf J41A"* &4A+"I !##! 年 第 + 期 K18/6:./01 L8039:8@826 M E236:9@82606.42 N-:A !##! : 引 言 通常，在校准电工仪表时，用两种方法形成具 有给定计量特性电流的恒流源，电阻法和积分)微 分法。一般情况下，当校准电工仪表计量电流大于 或等于 $#)ON 时，采用电阻法形成具有给定计量特 性电流的恒流源；而当校准电工仪表计量电流小于 $#)ON时，则采用积分)微分法形成具有给定计量特 性电流的恒流源。用电阻法形成具有给定计量特性 电流的恒流源，其输出电流的最小电流受电路中所 选用的精密电阻的最大阻值限制，与此同时，恒流 源输出电流还与基准电源的电压有关。由于电路结 构、工艺技术等诸因素的影响，基准电源的电压只 能处于 #A$P$##J之内。而用积分)微分法形成具有 给定计量特性电流的恒流源，其组成电路复杂，制 作有一定难度。 本文介绍的用运算放大器构成压控恒流源，其 内阻和输出电流均能满足校准电工仪表的需要，而 所组成电路中的电阻阻值较低，电路较为简单。 9 用运算放大器构成恒流源电路 用运算放大器构成恒流源电路如图 $ 所示，由 运算放大器 N$、N!及其外接电阻组成，N$、N! 采用 高阻型双运放 QL"RO。运算放大器 N$、N!按理想参 数及忽略电源 ! #内阻对恒流源输出特性影响时，该 恒流源的有关参数计算如下。 $A$ 流过负载 "#的电流 $# 在图 $ 电路中，运算放大器 N$、N! 均工作在线 性区，且认为 N$、N!均为理想运算放大器。N!构成 电压跟随器，N$ 构成差动电压放大器 （电压比较 器）。设 N$的输出电压为 ! $，N! 的输出电压为 ! !。 由图 $知，N!同相端电压为 ! $"# S（"RT "#） 所以 N!的输出电压 ! !为 ! !U ! $"# S（"RT "#） （$） ! !通过 "+、"!分压加到 N$ 的同相端，根据差 动放大器工作特性，N$ 反相端对地电压 ! )及同相 端对地电压 ! T分别为 ! )U ! #"" S（"$T""）T! $"$ S（"$T""） （!） ! TU "!! ! S（"!T"+） （"） http://www.elecfans.com ????? http://bbs.elecfans.com ?????? ! "# ! 总第 !" 卷 第 #!$ 期 电测与仪表 %&’(!" )&(#!$ *++* 年 第 # 期 ,’-./01.2’ 3-2450-6-7/ 8 974/056-7/2/1&7 :;0( *++* 因为 :<工作在线性区，所以有：! =>! ? 由（*）、（!）式得 ! +"! @（" "*! * @（"*?"#） 即 ! <"< @（"=A! +"! @（"=B! +"! @（"< ?"!）=! <"#"* @［（"* ?"#）（"C ?"#）DE 即 ! <"< @（"=! +"! @（"=! +"!［（"*?"#）（"C?"#）］ @ A"<"C（"*?"#）?"#（"<"#="*"!）］ （$） 由于 $#>! < @（"C?"#） （F） 将（$）式代入（F）式，整理后得 $#>=! +"!（"*?"#）@［"<"C（"*?"#） ?"#（"<"#="*"!）］ （G） 在电路图 <中，选择电阻，使得 "<"#>"*"! 则（G）式为 $#>=! +"! @"<"C （"） （"）式表明压控恒流源的输出电流与负载电阻无关。 <(* 恒流源电流的相对误差 !$<>［$#（!）—$#（+）］@ $#（+） >!"<（$"< @"<、!"* >$"* @"*、!"! >$"! @"!、!"# > $"# @"#、!"%>$"C @"C，$"<、$"*、$"!、$"#、$"C 分别为 "<、"*、"!、"#、"C相对其额定阻值的偏差； ">"# @（"*?"#） #>"# @"C <(! 恒流源内阻 "& "&> H"# @ !$*H 式中 !$*>（$#<=$#*）@ $#*； $#<———"#不等于 +时的负载电流； $#*———"#等于 +时的负载电流。 对于图 <电路，"&>（"*?"#）@ ##!" 式中 !"<>!"*>!"!>!"#>!"C>!"。 # 试验结果 *(< 输出电流与电阻 "C间关系 输出电流与电阻 "C间关系如图 * 所示 ，随着 输出电流 $# 的增加 ，电阻 "C 的取值减小，当 $# 为 <+=G:时，"C为 *I<+G%，当 $#为 <+=!:时，"C为 *I<+!%。 *(* 恒流源内阻测量 恒流源内阻测量电路如图 ! 所示，图中 % 采用 JK*++! 数字式电压表，其量程为 <6%L<+++%。"’、 "(为测量电阻，M 为按钮开关。 *(*(< 电阻 "’ 与 "(的取值 电阻 "’ 与 "( 的取值与恒流源的输出电流 $# 有关，其关系曲线如图 # 所示，当 $# 为 <+=G: 时，"’ 与 "(的取值宜分别为 !($I<+F% 和 !($I<+$%，当 $# 为 <+=C:L<+=!: 时，"’ 与 "( 的取值宜分别为 !($I <+#%和 !($I<+!%。 *(*(* 恒流源内阻与输出电流的关系 根据恒流源内阻测量电路图 !，按下式计算恒 http://www.elecfans.com ????? http://bbs.elecfans.com ?????? 级以及源级电阻增加，使通过寄生电感的电流减少 并且将会有更多的电流流过电容。这样，电容将会比 传统去耦电容更有效。 参 考 文 献： !"# $%&% ’()*，+,-./0)1-2/, -/ 3*31-./4(5,3-21 1/46(-272*2-8 93: ;/.<［=］，>2*38，"??@% !@# A% B/5(-2,%C3D25, .)*3D E/. 421./D-.26 1(6(12-(,13［=］%+AAA F.(,D% $/46%，G87.20D，H(,)E(1-%F31,/*%，I/*% ""，,/%J，6%@KJ，L36-% "??M% !J# A% B/5(-2,%N 1*/D30 E./4 (,(*8-21(* 4/03* E/. -O3 3*31-.21(* 器构成恒流源克服了电阻法和积分—微分法组成恒 流源的缺点，具有一定的实用价值，对工业变送仪表 在使用压控恒流源的应用技术中，本文的分析有指 导意义。 参 考 文 献： ［"］ 于轮元%电气测量技术［H］%西安交通大学出版社，"?PP% ［@］ 陈凯良%恒流源及其应用电路［H］%浙江科学技术出版社，"??@% ［J］ 杨兴，贾振元，郭沛飞，郭东明%可编程双向功率 HQLRRF 恒流 源的研制［S］%电测与仪表，@MMM（"M）% 作者简介： 钱如竹（"?TMU），男，淮阳师范学院教授，长期从事电子测量仪器研 究以及相关教学工作。 收稿日期：@MM@UM@U"M （杨长江 编发） 流源的内阻 !" !"VW!#$!%& " X!& W 式中 !&V& "U& @ & "、& @———分别为开关 Y 接通和断开时数字 式电压表的读数。!"与 ’(试验关系如图 K 所示，当 ’(为 "MUPN时，恒流源内阻 !"达最大值 KZ"M"M"，恒 流源内阻 !"最低值也可达 KZ"M["。 @%@%J 恒流源内阻与线路其它电阻偏差的关系 取 #!@V#!JV#!TV#!KVM%MM" 时，恒流源内阻 !" 与 ! "" ! 总第 J? 卷 第 TJ[ 期 电测与仪表 \/*%J? 9/%TJ[ @MM@ 年 第 T 期 A*31-.21(* H3(D).343,- ] +,D-.)43,-(-2/, N6.% @MM@ 表 " !"与 !"的偏差 #!"间试验关系 !"（"） #!"（^ ） 试验值（"M?） 计算值（"M?） J%P T%P M%" @%@ @%P M%@ "%_ "%? M%J "%[ "%_ M%T "%" "%@ M%K M%? "%M M%[ M%_ M%P M%_ M%[ M%[K M%P M%K M%KP M%? M%T M%K[ "%M !"的偏差 #!"间试验关系列在表 " 中，由表 " 可知， 随着 #!"的增加，恒流源内阻减小，当 #!"为 M%@^时， !"约为 @%@Z"M?"，当 #!"为 "^时，!"约为 K%[Z"MP"。 " 结 论 根据恒流源电路图 "，选择相应电阻且电阻值 较低时（!"V!@VPM<"，!JV!TVKM<"），试验分析表明： 恒流源的内阻（即恒流源输出电阻）可达 "M?‘"M"M" 的数量级，输出电流在 "MUP‘"MUJN范围。用运算放大 （上接第 P页） 6./63.-23D /E 421./D-.26 2,-3.1/,,31-D ［=］%+AAA F.(,D% $/46%，G8a 7.20D，H(,)E(1-%F31,/*%，I/*% "J，,/%@，6%@K?，S),3 "??M% !J# H%b/3-c%F243 (,0 E.3d)3,18 0/4(2, (,(*8D2D /E 2,-35.(* 031/)a 6*2,5 1(6(12-/.D ［=］%+AAA F.(,D% $/46%，G87.20D，H(,)E(1-%F31,/*%， I/*% "?，,/%J，6%K"P，N)5)% "??[% !T# $%&%’()*%AEE31-2I3,3DD /E 4)*-26*3 031/)6*2,5 1(6(12-/.D，+AAA F.(,D% $/46［=］，AH$UJT，6"JM，"??@% !K# ;%;),，G%;//，L%G(4，;%Y24，;%e33%N E2*-3. 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