Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Как разработать прецизионный источник тока на операционных усилителях

Добавлено 17 ноября 2020 в 06:55

Сохранить или поделиться

В данной статье обсуждается схема источника тока, управляемого напряжением, для которой требуются всего два операционных усилителя и несколько резисторов.

В теории цепей источники напряжения и источники тока одинаково идеальны и одинаково просты в реализации. Вы просто рисуете круг, а затем добавляете знаки плюс и минус для напряжения или стрелку для тока. Теперь у вас есть элемент схемы, который генерирует заданное напряжение во всех условиях или обеспечивает заданный ток во всех условиях.

В реальной жизни источники не идеальны, и, кроме того, приблизиться к теоретическому источнику напряжения значительно проще, чем к теоретическому источнику тока. Источники напряжения бывают простыми, такими как аккумулятор, стабилитрон или резистивный делитель напряжения в сочетании с буфером.

Источники тока, напротив, обычно требуют некоторой продуманной схемы и большего внимания к деталям своей работы.

Архитектуры источников тока

Для создания источника тока существуют различные способы. Прежде чем мы рассмотрим схему с двумя операционными усилителями, давайте кратко рассмотрим некоторые другие варианты. Вы можете узнать обо всех них подробнее, кликнув на соответствующие ссылки.

Первый интересный подход – использовать стабилизатор напряжения в качестве стабилизатора тока:

Рисунок 1 – Схема применения LT3085, взята из технического описания LT3085

Другой вариант – схема на основе усилителя, которую я обсуждал в предыдущей статье о том, как разработать простой, управляемый напряжением, двунаправленный источник тока. Схема на основе усилителя отдаленно напоминает схему с двумя операционными усилителями, но один из усилителей представляет собой не операционный усилитель, а измерительный (инструментальный усилитель).

Рисунок 2 – Схема источника тока, управляемого напряжением. взята из технического описания LT1102

Наконец, у нас есть источник тока Хауленда, который был тщательно проанализирован в статье, написанной доктором Серджио Франко.

Рисунок 3 – Схема источника тока Хауленда

Схема с двумя операционными усилителями

Я нашел эту схему, которая описывается как «прецизионный источник ток», в старой заметке к применению от Analog Devices. Она производит ток на двунаправленном выходе, прямо пропорциональный входному напряжению.

Ниже показана принципиальная схема:

Рисунок 4 – Схема прецизионного источника тока

В этой схеме мне нравятся несколько вещей. Во-первых, необходимы только два типа компонентов: операционные усилители и резисторы.

Во-вторых, используются операционные усилители одинаковой модели. В этой схеме используются два операционных усилителя, тогда как в источнике Хауленда используется только один. Но тот факт, что оба операционных усилителя могут быть одной модели, является преимуществом, потому что вы можете использовать микросхему с двумя операционными усилителями и тем самым минимизировать любые расходы (дополнительная стоимость и место на плате) для второго операционного усилителя.

В-третьих, четыре из пяти резисторов (R2, R3, R4, R5) могут иметь одинаковые номиналы, и тогда коэффициент усиления по отношению тока к напряжению регулируется только одним резистором (R1). Номинал R2–R5 не является критическим, и поэтому вы можете адаптировать схему к компонентам, которые у вас уже есть в лаборатории. Однако имейте в виду, что резисторы более высокой точности будут давать в результате более точный источник тока.

В-четвертых, входное напряжение дифференциальное. Это дает вам некоторую гибкость в том, как вы подаете управляющее напряжение, и это позволяет вам использовать возможности двунаправленного выхода тока схемы без необходимости генерировать управляющее напряжение, которое находится ниже уровня земли.

Основы работы источника тока с двумя операционными усилителями

Чтобы проанализировать источник тока на двух операционных усилителях, мы будем использовать его реализацию в LTspice.

Рисунок 5 – Источник тока на двух операционных усилителях. Схема LTspice

Здесь я использую «идеальный однополюсный операционный усилитель» из LTspice. Сначала я попробовал это с OP-77, но симуляция не прошла должным образом. Возможно, возникла проблема с макромоделью OP-77, потому что у меня есть другая версия схемы, в которой используется операционный усилитель LT1001A, и она моделируется правильно.

Схемы источника постоянного тока обычно полагаются на некоторый тип обратной связи, который заставляет источник напряжения вырабатывать заданный ток независимо от сопротивления нагрузки (простой пример этого вы можете увидеть в управляемом напряжением светодиодном драйвере).

В источнике тока с двумя операционными усилителями U1 усиливает дифференциальное управляющее напряжение, а U2 сконфигурирован как повторитель напряжения, который измеряет напряжение на нагрузке и подает его обратно на входной каскад.

Показанная выше конфигурация источников напряжения создает дифференциальное входное напряжение, которое изменяется от +250 мВ до –250 мВ. Согласно уравнению, приведенному в примечании к применению, выходной ток должен изменяться от 2,5 мА до –2,5 мА, поскольку AV = 1 и R1 = 100 Ом, и это именно то, что мы наблюдаем:

Рисунок 6 – Зависимость выходного тока от входного дифференциального напряжения

Одна вещь, на которую вам нужно обратить внимание в этой схеме, – это выходное напряжение U1. Весь ток нагрузки исходит от U1. Если пренебречь очень небольшими токами, которые протекают через резистор обратной связи R4 и на неинвертирующий вход U2, напряжение на выходе U1 будет равно Iвых, умноженному на сумму сопротивления нагрузки и сопротивления R1.

\(V_{вых,U1}\approx \left(R_{нагр}+R1\right)I_{вых}\)

Это напряжение может легко превысить то, что фактически может генерировать выходной каскад операционного усилителя, особенно если вы используете шины ±3 В или ±5 В, а не аналоговые напряжения питания ±12 В или ±15 В, которые, как я полагаю, раньше были более распространены.

Из-за этого ограничения я бы сказал, что источник тока с двумя операционными усилителями является подходящим выбором для приложений с низким сопротивлением нагрузки и/или небольшими выходными токами.

Заключение

Мы кратко рассмотрели схему двунаправленного источника тока, которая имеет разумные требования к перечню элементов и включает в себя входной каскад дифференциального управляющего напряжения. В следующей статье мы будем использовать LTspice для более подробного анализа производительности этой схемы.

Связанная информация

Оригинал статьи:

Теги

LTspiceИсточник токаМоделированиеОУ (операционный усилитель)Стабилизатор токаСхемотехникаУправление с помощью напряжения

Сохранить или поделиться

Источник стабильного тока от 5 мкА до 20 мА / Хабр

Источник стабильного тока понадобился автору для отладки схем на биполярных транзисторах, которые, как известно, управляются током. Важное требование к нему — изоляция общего провода прибора от общего провода отлаживаемого устройства, поэтому источник питания пришлось взять автономный. Встроенный четырёхразрядный микроамперметр с автоматическим переключением пределов позволяет немного уменьшить количество аппаратуры, одновременно размещаемой на столе экспериментатора.

Идея схемы взята отсюда. Собственно источник стабильного тока устроен так:

Сопротивление резистора R1 некритично, нужно только, чтобы ток базы транзистора Т1 полностью открывал его. Коэффициент передачи тока транзистора BC559C — около 500, верхний предел регулировки тока у источника — 20 мА, значит, 200 мкА через базу — более чем достаточно. Резистор в 10 кОм обеспечит около 1 мА при 10 В, в принципе, можно увеличить его даже до 50 кОм.

Транзисторы Т1 и Т2 должны быть одинаковыми, но при больших токах параметры Т1 всё равно будут немного «уплывать» из-за небольшого нагрева.

Ток, подаваемый устройством во внешнюю цепь, определяется суммарным сопротивлением резисторов R3 — R5. Их функции: R3 — ограничение тока в случае, если оба переменных резистора вывернуты «в нуль», R4 — точная регулировка тока, R5 — грубая. Ток рассчитывается по формуле I=0.7/(R3+R4+R5), поэтому, например, если резистор R3 взять сопротивлением в 27 Ом, верхний предел регулировки тока составит 0.7/27=25,9мА. На практике получилось 21,6 мА, поскольку падение напряжения на транзисторе Т2 оказалось меньше — около 0,6 В.

Полная схема устройства:

«Крона» питает источник стабильного тока, два элемента ААА — четырёхразрядный микроамперметр. Поэтому выключатель питания взят с двумя нормально разомкнутыми группами контактов. Переключатель S1 позволяет отключить верхнюю клемму и замкнуть источник тока накоротко, чтобы настроить его заранее, до подключения к отлаживаемой схеме.

Параметры на практике получились следующими: максимальный ток — 21,6 мА, максимальный ток при «грубом» регуляторе, вывернутом «в нуль» — 0,3 мА, минимальный — 4,7 мкА. Правда, встроенный микроамперметр меньше 10 мкА не показывает, поэтому внешний иногда может и потребоваться. Выставленный ток остаётся практически неизменным при изменении напряжения на внешней цепи от 0 до 8 В.

Микроамперметр сделан из мультиметра с автоматическим переключением пределов JT-033A фирмы SHENZHEN JINGTENGWEI INDUSTRY CO.,LTD: переключатель режимов удалён, вместо него впаяны перемычки, заставляющие его всегда работать в режиме измерения тока.

Расположение компонентов в корпусе следующее:

Jim сделал симуляцию схемы в Falstad, автор её немного переработал для отображения большего количества параметров, получилось:

$ 1 0.000005 7.619785657297057 65 5 50
t 224 240 176 240 0 -1 0.6771607865907852 -0.5873050244463638 500
t 256 272 304 272 0 -1 1.8738439949380101 -0.6771607865907852 500
r 176 304 176 400 0 10000
v 80 288 80 192 0 0 40 9 0 0 0.5
w 176 304 176 272 3
w 176 272 176 256 0
w 176 224 176 32 1
w 176 32 80 32 0
w 80 32 80 192 0
w 80 288 80 400 0
w 80 400 176 400 3
w 176 400 304 400 0
w 304 336 304 288 3
w 304 240 224 240 1
174 304 128 352 48 0 5000 0.9950000000000001 Resistance
w 176 32 304 32 2
w 304 256 304 240 0
w 304 240 304 208 2
w 304 128 336 128 0
w 352 80 352 128 0
w 352 128 336 128 0
w 256 272 176 272 1
w 304 128 304 208 1
r 304 336 304 400 0 250

Результат симуляции:

А вот результат симуляции при сопротивлении резистора R1 в 100 кОм:

CN0382 Circuit Note | Analog Devices

Аналоговый входной интерфейс

AD7124-4 представляет собой малопотребляющий, малошумящий, полностью интегрированный аналоговый входной интерфейс для прецизионных измерительных систем. Данное устройство содержит малошумящий 24-битный сигма-дельта аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и может быть сконфигурирован либо на работу с четырьмя дифференциальными входами, либо с семью несимметричными или псевдодифференциальными входами. Встроенный каскад усиления с низким уровнем шума позволяет подключать источник сигналов небольшой амплитуды непосредственно к АЦП.

Одним из основных преимуществ AD7124-4 является то, что он позволяет пользователю выбрать один из трех интегрированных режимов энергопотребления. Выбранный режим определяет потребляемый ток, диапазон скоростей обновления выходных данных и среднеквадратическое значение шума. Данное устройство также предлагает на выбор несколько вариантов фильтров, что еще больше повышает универсальность разработки.

AD7124-4 также может обеспечивать одновременное подавление сетевых помех 50 Гц и 60 Гц при работе с частотой обновления выходных данных 25 SPS (установление сигнала за один цикл).

AD7124-4 характеризуется высочайшей степенью интеграции элементов сигнальной цепи. Это устройство содержит в себе прецизионный, малощумящий источник опорного напряжения с малым дрейфом, а также поддерживает работу с внешним дифференциальным опорным напряжением, которое может быть буферизировано с помощью внутреннего буфера. К другим ключевым интегрированным блокам компонента относятся программируемые источники тока возбуждения с малым дрейфом, источники диагностических токов, а также генератор напряжения смещения, который устанавливает синфазное напряжение канала равным AVDD/2. Ключ цепи низкого напряжения питания позволяет пользователям отключать питание мостовых датчиков в интервалах между преобразованиями, обеспечивая наименьшее энергопотребление. Компонент также даёт пользователю возможность выбора между внутренним и внешним источником тактового сигнала.

Интегрированный блок управления последовательностью преобразования позволяет пользователю выбирать несколько каналов AD7124-4 для автоматического последовательного преобразования, упрощая обмен данными с компонентом. Одновременно может быть активно до 16 каналов, включая как каналы аналоговых входных сигналов, так и диагностические каналы, например, каналы контроля уровней напряжения питания или опорного напряжения. Эта уникальная особенность позволяет чередовать диагностику с преобразованиями сигналов внешних источников. AD7124-4 поддерживает независимое конфигурирование каждого отдельного канала. Компонент позволяет реализовать до восьми конфигурационных настроек. Каждая конфигурация включает в себя варианты изменения коэффициента усиления, типа фильтра, частоты обновления выходных данных, буферизации и источника опорного напряжения. Пользователь может назначать любую из этих конфигураций любому из каналов.

AD7124-4 также обладает широкими возможностями функциональной диагностики, которая является частью набора функций этого компонента. Они включают в себя возможности проверки данных с использованием контрольной суммы (CRC), возможности проверки сигнальной цепочки и возможности проверки работоспособности последовательного интерфейса, что дает возможность реализовать более надежное решение. Эти диагностические функции позволяют уменьшить количество внешних компонентов, необходимых для реализации диагностики, благодаря чему сокращается требуемое пространство на печатной плате, время проектирования и стоимость. Значение доли безопасных отказов (SFF), показанное в тесте FMEDA (анализ видов, эффектов и диагностики отказов) для стандартного варианта применения, превышает 90% в соответствии с IEC 61508.


Входы для подключения датчиков

Данная схема может работать с 3-проводными и 4-проводными резистивными датчиками температуры (RTD), термопарами и датчиками давления, которые можно подключать через 8-контактный разъем. AD7124-4 имеет все функциональные элементы, необходимые для получения данных от этих датчиков. При работе с любыми типами датчиков АЦП в данном случае функционирует в режиме среднего энергопотребления. При этом также используется фильтр, который обеспечивает одновременное подавление сетевых помех 50 Гц и 60 Гц при преобразовании со скоростью 25 SPS. После подключения датчика к цепи, АЦП настраивается в соответствии с типом подключенного датчика. Также может быть выполнена внутренняя калибровка полного диапазона и смещения с целью минимизации ошибки смещения и ошибки полного диапазона. Калибровка инициируется по команде через интерфейс UART или интерфейс HART.

AD7124-4 имеет несколько встроенных средств диагностики, которые позволяют повысить надежность конечного устройства. В данной схеме функция обнаружения обрыва провода гарантирует целостность проводного соединения с датчиками, а состояние сброса при включении питания (POR) непрерывно отслеживается в регистре состояния, чтобы пользователь был проинформирован при возникновении сброса при включении питания. Состояние регистра ошибок считывается при каждом преобразовании, и его содержимое отправляется по интерфейсу HART вместе с выходными данными датчика.


RTD

Резистивный датчик температуры (RTD) может измерять температуру в диапазоне от –200 °C до +600 °C. Наиболее распространенными моделями таких датчиков являются Pt100 и Pt1000, которые сделаны из платины. В данном случае к схеме подключен датчик Pt100.


4-проводный RTD

На рисунке 2 показано, как 4-проводный датчик Pt100 подключается к цепи.

Рисунок 2. 4-проводный RTD

Один из источников тока возбуждения в микросхеме AD7124-4 обеспечивает сигнал возбуждения Pt100. Максимальное сопротивление Pt100 составляет 313,71 Ом (при 600 °C). Если ток возбуждения установлен на 250 мкА, максимальное напряжение, генерируемое на Pt100, составит

Если коэффициент усиления матрицы с программируемым усилением (PGA) будет установлен на 16, максимальное напряжение на входе модулятора будет равно

помощью прецизионного резистора 5,6 кОм (0,05%, 10 ppm/°С) формируется опорное напряжение. Значение опорного резистора RREF выбирается таким образом, чтобы напряжение, генерируемое на нем, имело минимальное значение 1,25 В, то есть напряжение на входе модулятора в зависимости от аналогового входного сигнала было бы меньше или равно опорному напряжению. Ток 250 мкА, который подается на Pt100, также протекает через резистор 5,6 кОм, что свидетельствует об относительном (ратиометрическом) характере выходного сигнала. Таким образом, любое изменение тока возбуждения не влияет на работу схемы. Напряжение, генерируемое на прецизионном резисторе, равно

Антиалайзинговые фильтры установлены на входе аналогового сигнала и входе опорного сигнала. Эти фильтры подавляют любые помехи, кратные наложению частоты дискретизации модулятора на интересующую полосу. Также имеются буферы опорного сигнала, которые гарантируют, что эти фильтры и внешние резисторы не приведут к появлению ошибок усиления. Буферы аналогового входного сигнала включаются автоматически, потому что эти буферы всегда активируются при использовании PGA. Для буферов опорного сигнала требуется некоторый запас по напряжению (100 мВ относительно положительной и отрицательной шин питания). В связи с этим на землю был подключен резистор 470 Ом, который обеспечивает данный запас.

Для обеспечения тока возбуждения 250 мкА требуется запас в 370 мВ. Напряжение на этом выводе равно (470 + 5600 + 313,71) Ом × 250 мкА = 1,6 В, что является приемлемой величиной.

Линии AIN4 и AIN5 используются в качестве входов аналогового сигнала AINP и AINM.

Резисторы 1 кОм на выводах разъема имеют двойное назначение: они являются составляющими элементами антиалайзинговых фильтров, а также защищают аналоговые входы в случае перенапряжения (например, из-за неправильного подключения).

В схемотехнических указаниях CN-0381 представлены дополнительные сведения о подключении 4-проводных датчиков Pt100 к AD7124-4, а также о линеаризации или последующей обработке преобразований.

Схема, представленная на рисунке 1, также может работать с 4-проводными датчиками Pt1000. Схема подключения будет такой же, как и для Pt100. Конфигурация АЦП при этом также будет аналогична конфигурации, описанной ранее в этом разделе, но с той лишь разницей, что коэффициент усиления PGA будет равен 1.


3-проводный RTD

На рисунке 3 представлена схема подключения 3-проводного датчика Pt100.

Рисунок 3. 3-проводный RTD

AD7124-4 имеет два согласованных источника тока возбуждения. Они оба используются при работе с 3-проводным резистивным датчиком температуры с целью осуществления компенсации сопротивления проводов. Поскольку максимальное сопротивление Pt100 составляет 313,71 Ом (при 600 °C), токи возбуждения устанавливаются на 250 мкА. Опорный резистор RREF подтягивается к питанию. В результате один источник тока возбуждения 250 мкА (IOUT0) подключается к выводу AIN6 и выдает ток, который проходит через прецизионный опорный резистор 5,6 кОм (0,05%, 10 ppm/°C), а затем через Pt100. Второй источник тока 250 мкА (IOUT1) подключается к выводу AIN7. Ток этого источника генерирует напряжение из-за наличия сопротивления проводов, которое противоположно напряжению, генерируемому вследствие наличия сопротивления проводов током от источника с выводом AIN6. В результате этого погрешность из-за сопротивления проводов сводится к минимуму.

Напряжение, генерируемое при прохождении тока через опорный резистор 5,6 кОм равно:

Максимальное напряжение, генерируемое при прохождении тока через Pt100, составляет:

При установке коэффициента усиления PGA на 16 напряжение на модуляторе AD7124-4 будет равно:

Это напряжение находится в пределах допустимого диапазона, так как оно меньше, чем опорное напряжение.

Антиалайзинговые фильтры установлены на входе аналогового сигнала и входе опорного сигнала. Эти фильтры подавляют любые помехи, кратные наложению частоты дискретизации модулятора на интересующую полосу. Также имеются буферы опорного сигнала, которые гарантируют, что эти фильтры и внешние резисторы не приводят к появлению ошибок усиления. Буферы аналогового входного сигнала включаются автоматически, потому что эти буферы всегда активируются при использовании PGA. Для буферов опорного сигнала требуется некоторый запас по напряжению (100 мВ относительно положительной и отрицательной шин питания). В связи с этим на землю был подключен резистор 470 Ом, который обеспечивает данный запас.

Для обеспечения тока возбуждения 250 мкА требуется запас в 370 мВ. Напряжение на этом выводе равно (470 Ом × 2 × 250 мкА) + (5600 + 313,71) Ом × 250 мкА = 1,713 В, что является приемлемой величиной.

В схемотехнических указаниях CN-0383 представлены дополнительные сведения о подключении 3-проводных датчиков Pt100 к AD7124-4, а также о линеаризации или последующей обработке преобразований.

Схема, представленная на рисунке 1, также может работать с 3-проводными датчиками Pt1000. Схема подключения будет такой же, как и для Pt100. Конфигурация АЦП при этом также будет аналогична конфигурации, описанной ранее в этом разделе, но с той лишь разницей, что коэффициент усиления PGA будет равен 1.


Термопара

На рисунке 4 представлена схема подключения термопары.

Рисунок 4. Термопара T-типа

Термопара представляет собой соединение двух разных типов проводов. В результате в точке спая создается напряжение, зависящее от температуры. Например, термопара T-типа генерирует напряжение 40 мкВ, как правило, при изменении температуры на 1 °C.

Напряжение термопары должно быть смещено относительно напряжения системы. AD7124-4 содержит источник VBIAS, который смещает напряжение термопары на (AVDD – AVSS)/2. Напряжение смещения генерируется на канале AIN6 и подается на термопару, как показано на рисунке 4. Напряжение смещения также можно генерировать на линии аналогового входа AINM. Однако в этом случае сопротивления и емкости внешних резисторов и конденсаторов должны быть ограничены, так как напряжение смещения, генерируемое на AINM, и отфильтрованное напряжение, присутствующее на AINP, будут отличаться, причем эта разница будет достаточно велика и повлияет на результат преобразования.

Результат измерения температуры с помощью термопары является абсолютным, и в связи с этим для осуществления преобразования используется встроенный ИОН на 2,5 В. В данном случае используется термопара T-типа. Эта термопара может измерять температуру в диапазоне от -200 °C до +400 °C, вследствие чего диапазон изменения напряжения термопары в процессе измерения составит от -8 мВ до +16 мВ. Коэффициент усиления PGA установлен на 128.

Для компенсации холодного спая используется NTC-термистор (10 кОм, 1%, 3435 К).

Рисунок 5. Термистор

Питание термистора осуществляется с помощью внутреннего опорного напряжения, коэффициент усиления для осуществления преобразования в данном случае равен 1.

Здесь:

VREF – опорное напряжение
ADCCODE – это код, считанный с AD7124-4
224 – максимальный размер кода, определяемый разрешением АЦ

Сопротивление термистора RNTC равно:

Здесь:

RREF = 5.6 кОм
VREF – опорное напряжение

Объединив эти уравнения, получим:

Здесь:

ADCCODE – код, считанный с AD7124-4
RREF = 5.6 кОм
FSCODE – максимальный размер кода, определяемый разрешением AD7124-4 (224)

Далее в микроконтроллере значение сопротивления преобразуется в значение температуры с использованием таблицы преобразования на основе уравнения термистора.

Здесь:

T – температура, зарегистрированная термистором (K)
R0 = 10 кОм
β = 3435 K
T0 = 298.15 K

Окончательная температура в °C будет равна T – 273,15.

Резистор 5,6 кОм также обеспечивает запас по напряжению для аналогового входа, поскольку в данном случае активированы буферы аналогового входа, и для них требуется запас 100 мВ. Этот резистор также защищает цепь, так как он сможет ограничить ток в случае неправильного подключения.

В схемотехнических указаниях CN-0384 CN-0384 представлены дополнительные сведения о подключении термопары к AD7124-4, а также о линеаризации или последующей обработке преобразований.


Датчик давления

Датчик давления, возбуждаемый напряжением, может быть подключен в соответствии со схемой, показанной на рисунке 6, а датчик давления, возбуждаемый током, можно подключить по схеме, представленной на рисунке 7. В данном случае используется датчик давления компании Honeywell (Honeywell S&C 24PCDFA6D).

Рисунок 6. Датчик давления, возбуждаемый напряжением

Рисунок 7. Датчик давления, возбуждаемый током

В случае с архитектурой, возбуждаемой напряжением, в качестве напряжения возбуждения используется AVDD (3,3 В). Если AVDD используется для возбуждения тензодатчика, в качестве напряжение возбуждения может быть использовано непосредственно опорное напряжение АЦП. Обратите внимание, что как в цепь нижнего плеча датчика, так и в цепь его верхнего плеча были добавлены резисторы с целью обеспечения запаса по напряжению буферов AD7124-4. Коэффициент усиления в данном случае равен 16.

В случае с возбуждением током оба тока возбуждения 100 мкА выходят из линии AIN6, в результате чего общий ток возбуждения датчика становится равным 200 мкА. Здесь также коэффициент усиления равен 16. С помощью прецизионного резистора 5,6 кОм генерируется опорное напряжение. Такая схема свидетельствует об относительном (ратиометрическом) характере выходного сигнала, то есть любое изменение тока возбуждения не влияет на работу схемы.

На печатной плате предусмотрена возможность подключения нижнего плеча датчика к GND или к линии питания AD7124-4.

Как указывалось ранее, входы аналоговых и опорных сигналов имеют антиалайзинговые фильтры для подавления любых помех, возникающих на частотах, кратных частоте дискретизации АЦП. Последовательно включенные резисторы также ограничивают ток при возникновении перенапряжения.


Моделирование работы основного датчика

Схема включает в себя резистивную цепь и потенциометр, которые позволяют моделировать работу датчика (схема моделирования работы основного датчика, показанная на рисунке 1). С помощью потенциометра, напряжение между AIN0 (AINP) и AIN1 (AINM) можно изменять в диапазоне от приблизительно -0,09 В до приблизительно 1,36 В. Для организации преобразования в данной схеме используется встроенный источник опорного напряжения. Коэффициент усиления AD7124-4 в данном случае установлен на 1, при этом включены буферы аналоговых входных сигналов. Такая конфигурация позволяет пользователю оценить работу схемы без необходимости подключения внешнего датчика.


Цифровая обработка данных, алгоритм и организация связи

Демонстрационное программное обеспечение (включенное в пакет поддержки проектирования CN-0382) выполняет инициализацию и настройку, обрабатывает данные с аналоговых входов, управляет аналоговым выходом и осуществляет обмен данными по интерфейсу HART. Для всех упомянутых датчиков требуется линеаризация или компенсация. Эта линеаризация выполняется в программном обеспечении. Для получения дополнительных сведений о работе с резистивными датчиками температуры и термопарами и требуемой линеаризации ознакомьтесь со схемотехническими указаниями Circuit Note CN-0381, Circuit Note CN-0383 и Circuit Note CN-0384.


Аналоговый выход

AD5421 имеет в своем составе малопотребляющий прецизионный 16-разрядный ЦАП и выходной драйвер токовой петли 4-20 мА и реализует все функции, необходимые для обеспечения аналогового выхода полевого прибора.

AD5421 обменивается данными с микроконтроллером через интерфейс SPI.

AD5421 также имеет ряд диагностических функций, обеспечивающих диагностику работы токовой петли 4-20 мА. Встроенный вспомогательный АЦП может измерять напряжение на линиях петли прибора через резистивный делитель, состоящий из резисторов 20 МОм и 1 МОм, который подключен к выводу VLOOP. Этот АЦП также может измерять температуру микросхемы, считывая данные со встроенного датчика температуры. Микроконтроллер может настраивать AD5421 и считывать все диагностические данные этой микросхемы, впрочем, AD5421 также может работать автономно.

Программное обеспечение контролирует любое изменение выходного тока при считывании каждого значения, чтобы предотвратить нарушение связи по интерфейсу HART.


Связь по интерфейсу HART

В AD5700 встроен полноценный модем HART FSK. Этот модем подключается к микроконтроллеру через стандартный интерфейс UART, дополненный сигналами запроса на отправку (RTS) и обнаружения несущей (CD).

Выходной сигнал HART масштабируется до необходимой амплитуды с помощью емкостного делителя, состоящего из конденсаторов 0,068 мкФ и 0,22 мкФ, и заводится на линию CIN микросхемы AD5421, где он объединяется с выходным сигналом ЦАП с целью управления и модуляции выходного тока.

Входной сигнал HART от LOOP+ через простой пассивный RC-фильтр заходит на линию ADC_IP микросхемы AD5700. RC-фильтр работает в качестве полосового фильтра для демодулятора HART, а также улучшает устойчивость системы к электромагнитным помехам, что особенно важно для отказоустойчивых систем, работающих в жестких промышленных условиях.

Малопотребляющий генератор AD5700 генерирует сигналы тактовой частоты для HART-модема с помощью внешнего кварцевого резонатора 3,6864 МГц, подключенного непосредственно к выводам XTAL1 и XTAL2.


Защита выхода

Супрессор (TVS-диод) защищает токовую петлю 4-20 мА от перенапряжения. Для обеспечения надежной защиты следует выбрать номинальное напряжение TVS-диода так, чтобы не превышалось абсолютное максимальное напряжение AD5421 на выводе REGIN, которое равно 60 В. Обратите внимание, что ток утечки TVS-диода может повлиять на точность выходного тока, поэтому при выборе этого компонента обратите внимание на ток утечки при заданном напряжении петли и диапазоне температур.

С AD5421 можно использовать внешний полевой транзистор с обедненным каналом с целью увеличения максимального напряжения токовой петли.

Данная схема защищена от приложения напряжения обратной полярности за счет использования двух диодов, включенных последовательно с выходными линиями петли.

Ферритовые бусинки, включенные последовательно с выходными линиями петли, вместе с конденсатором 4700 пФ позволяют повысить устойчивость системы к электромагнитным помехам. Из-за технических характеристик сети HART на линиях петли не следует использовать более высокую емкость.

Стабилитрон 4,7 В, характеризующийся малой утечкой, защищает встроенный в микросхему AD5421 измерительный резистор 50 Ом в случае возникновения скачка напряжения между линией COM микросхемы AD5421 и линией LOOP- (например, при отладке схемы).


Источники питания и управление питанием

Вся электрическая схема полевого прибора, в том числе источники тока возбуждения датчика, должна работать при ограниченном количестве энергии, доступной от токовой петли 4-20 мА. Это стандартная задача при проектировании любого полевого прибора с питанием от токовой петли. На схеме рисунка 1 представлен пример решения как для малопотребляющих, так и для высопроизводительных систем. Все микросхемы, задействованные в данном примере, характеризуются низким энергопотреблением, и в этой схеме используются их встроенные функции для реализации универсальной структуры управления питанием и оптимального решения с питанием от токовой петли.

AD5421 питается от токовой петли 4-20 мА и обеспечивает стабилизированное низкое напряжение для остальных компонентов схемы. Напряжение на линии REGOUT микросхемы AD5421 может программно настраиваться в диапазоне от 1,8 В до 12 В в зависимости от требований схемы. В схеме на рисунке 1 используется вариант с напряжением питания 9 В. Цепь датчика изолирована от цепи токовой петли 4-20 мА с помощью простого двухтактного DC/DC преобразователя. Микроконтроллер синхронизирует работу ключа ADG5433, который генерирует неперекрывающиеся прямоугольные сигналы напряжением 9 В для управления трансформатором. Коэффициент преобразования напряжения трансформатора составляет 2:1. Напряжение на вторичной обмотке, равное 4,5 В, выпрямляется и стабилизируется с помощью ADP162, который образует малошумящий источник питания 3,3 В для AD7124-4. И аналоговые, и цифровые блоки AD7124-4 питаются от стабилизатора ADP162. Тем не менее, здесь также используется фильтр, состоящий из дросселя L1 и резистора R19, чтобы предотвратить влияние шума от цифровых схем на аналоговые блоки.

AD5421 обеспечивает напряжение питание 3,3 В для цифровых схем в цепи токовой петли. Это напряжение питания используется непосредственно микроконтроллером и AD5700.

RC-фильтр на выводе REGOUT, состоящий из двух конденсаторов 10 мкФ и резистора 10 Ом, позволяет подавить любые помехи от токовой петли, которые могут повлиять на работу аналоговой схемы. Он также подавляет любые помехи, создаваемые элементами схемы, в частности контроллером и цифровой схемой, которые могут накладываться на сигналы токовой петли, что очень важно для обеспечения надежной связи по интерфейсу HART.

HART-модем AD5700 получает питание через дополнительный RC-фильтр, состоящий из резистора 470 Ом и конденсатора 1 мкФ. Этот фильтр очень важен в системах с питанием от петли, поскольку он предотвращает наложение токового шума от AD5700 на выходной сигнал токовой петли 4-20 мА, что может сильно повлиять на качество связи по HART. Для тактирования модема AD5700 используется подключенный к выводам XTAL1 и XTAL2 внешний резонатор с конденсаторами 8,2 пФ, которые также подключены к шине заземления, что является вариантом, обеспечивающим наименьшее энергопотребление.

Одним из основных преимуществ AD7124-4 является то, что этот АЦП обеспечивает универсальность в плане использования одного из трех интегрированных режимов энергопотребления. Выбранный режим определяет потребляемый ток, диапазон скоростей обновления выходных данных и среднеквадратическое значение шума. Для портативного оборудования или приборов с питанием от токовой петли 4-20 мА оптимальным выбором будет режим низкого или среднего энергопотребления. Для систем управления технологическим процессом, которые не испытывают недостатка в энергии, можно использовать режим высокого энергопотребления, который позволяет значительно снизить уровень шума. Для этой схемы с питанием от токовой петли используется режим среднего энергопотребления. Для получения дополнительной информации о режимах энергопотребления ознакомьтесь с документацией на AD7124-4.

Вывод PSW с заземляющим ключом микросхемы AD7124-4 позволяет управлять источником возбуждения/питания при работе с датчиком давления. При включении прибора этот ключ по умолчанию находится в разомкнутом состоянии. Это состояние по умолчанию позволяет перед включением датчика полностью настроить систему, в том числе настроить соответствующий режим энергопотребления, и в конечном итоге оно позволяет минимизировать любые возможные скачки напряжения на выходе токовой петли при включении прибора.

При работе с резистивным датчиком температуры этот датчик питается от программируемого источника тока AD7124-4, поэтому его питание полностью контролируется программным обеспечением. Аналогичным образом в случае с термопарами источники напряжения смещения и опорного напряжения встроены в AD7124-4, поэтому они также управляются программным образом.


Программное обеспечение

Микроконтроллер взаимодействует с AD7124-4 и AD5421 посредством интерфейса SPI. Он обменивается данными с AD5700 через интерфейс UART, а именно UART0. Программное обеспечение загружается в микроконтроллер через второй интерфейс UART микроконтроллера, а именно UART1.

После включения питания микроконтроллер настраивает все три устройства, AD7124-4 настраивается для работы с термопарой Т-типа. AD7124-4 работает в режиме непрерывного преобразования. Вследствие этого вывод DOUT/RDY данной микросхемы также подключен к линии прерывания микроконтроллера. Каждый раз, когда АЦП заканчивает преобразование и делает его результат доступным, для микроконтроллера генерируется прерывание, во время которого он считает этот результат преобразования. Затем микроконтроллер линеаризует и обрабатывает данные. Результат обработки отправляется в ЦАП AD5421 для его передачи по токовой петле 4-20 мА. Программное обеспечение, используемое для демонстрации функциональности и возможностей схемы, содержится в пакете поддержки проектирования CN-0382. Это программное обеспечение поддерживает работу со всеми типами датчиков, упомянутых в этом схемотехническом указании. Документация по изменению программного обеспечения для работы с различными типами датчиков и подробные сведения о загрузке программного обеспечения в микроконтроллер также представлены в пакете поддержки проектирования CN-0382.

Пример кода включает в себя возможности ответа ведомого на основные команды протокола HART с целью демонстрации функциональности и возможностей аппаратной части. Впрочем, этот пример кода не включает уровни протокола связи HART.

новый прецизионный импульсный программируемый 2-канальный источник питания постоянного тока

PPH-71503D: новый прецизионный импульсный программируемый 2-канальный источник питания постоянного тока

Коллектив АО «ПриСТ»

В дополнение к ранее выпущенному источнику PPH-71503 компания GW Instek (Тайвань, КНР) анонсировала выпуск новой модели PPH-71503D (Dual) программируемого прецизионного 2-канального источника питания постоянного тока. Новинка по каналу Кан1 обеспечивает выдачу высокостабильного выходного электропитания с двойным диапазоном напряжения/тока и общей выходной мощностью 45 Вт. Выходное напряжение Кан1 может быть выдано на гнезда передней панели источника или при необходимости – на терминалы, расположенные на тыльной панели.

Номиналы рабочих диапазонов: 0…15 В при максимальном токе до 3 A или напряжение от 0 до 9 В с увеличенным током нагрузки до 5 A (рис.1).

Рис.1 ВАХ канала Кан1.
Два диапазона представлены прямоугольниками с заливкой серого и розового цвета
(щелчок по изображению – увеличение)

Второй независимый канал Кан2 обеспечивает выдачу Uвых 0…12 В и ток до 1,5 А с максимальной выходной мощностью до 18 Вт.

ОБЩИЙ ОБЗОР ФУНКЦИОНАЛЬНОСТИ

Конструктивные особенности и преимущества новинки: низкий уровень шума при эксплуатации (вентилятор системы охлаждения с терморегулированием скорости вращения), компактный и легкий источник с графическим TFT-дисплеем диаг. 9 см (макс. индикация 5 разрядов).

Источник PPH-71503D (рис.2) оснащен функцией OTP (защита от перегрева) с отображением реальной температуры радиатора в правом верхнем углу экрана. Новинка имеет внутреннюю память для записи и вывода 5 наборов значений системных параметров (SAVE/RECALL), 10 настроек статусов питания при включении источника (Power On). Полезная функция защитной блокировки клавиш предотвращает случайную нежелательную коммутацию на гнездах и несанкционированные операции настройки (Key-Lock). Терморегулируемый вентилятор охлаждения уменьшает шум при эксплуатации, предусмотрена возможность записи и хранения экранной информации на flash-карту (hardcopy), а также широкие возможности управления источником внешними командами (конт. реле). Кроме того, PPH-1503D поддерживает приложения, соответствующие трем профилям мощности (Profile1, Profile2 и Profile3) по спецификациям ассоциации USB-IF для тестирования которых нагрузка подключается к источнику через порт USB Host на задней панели (Power Delivery/PD). Все перечисленные ресурсы и решения увеличивают удобство пользования новинкой и эксплуатационную привлекательность модели.

Рис.2. Внешний вид PPH-71503D (передняя и задняя панель)
(слева – выделены гнезда Кан1, справа – выделены терминалы обоих каналов Кан1/Кан 2)

Рис.3. Экранное меню функций
(щелчок по изображению – увеличение)

Благодаря современной схемотехнике и инновационным решениям источник PPH-71503D обладает высокой точностью внутренних измерений при формировании напряжения и тока, обеспечивая на выходе максимальное разрешение 1 мВ/0,1 мкА, а также возможность измерения коротких импульсов тока нагрузки (длительностью от 33 мкс). Такие показатели удовлетворяют требованиям широкого перечня измерительных приложений клиентов. Быстрые вариации тока нагрузки при питании объекта в обычных источниках могут привести к провалам и спадам выходного напряжения (sags), что в целом повлияет на процесс электропитания, а также на текущее состояние объекта тестирования. Источник обеспечивает высокую скорость реакции и минимальное время переходных процессов, позволяя, за время ≤ 40 мкс компенсировать изменение напряжение ~100 мВ при изменении тока от 10% до 100% от верхнего предела диапазона Iвых (т.е. при 10 кратном изменении нагрузки!).

Кроме того, высокое быстродействие новинки количественно характеризуется малым временем нарастания напряжения до максимального значения (tн от 0,2 мс), и быстрым спадом (tсп ~0,3 мс), что в сотню раз превосходит аналогичные показатели обычного источника питания. Это делает PPH-71503D лидером по показателям скорости реакция на изменения выходного сигнала, обеспечивая на объекте питания стабильное выходное напряжение даже когда нагрузка питается током с наличием больших выбросов и пиков (large transient) в профиле потребляемой мощности.

Примененный в PPH-71503D быстродействующий ЦАП (длинна внутреннего буфера 64К) для динамического режима позволяет измерять импульсный ток с большой скоростью выборки, что исключает необходимость использовать в таких случаях внешний осциллограф с токовым пробником. Точность измерений отображаемых на экране значений тока составляет ±0,2%+1мкA, что для диапазона 5 мА составит в абсолютном выражении составит 11мкA (разрешение индикации 0,1 мкА). Всё это в совокупности обеспечит прецизионное тестирование устройств с гарантией точности установки выходных параметров при заданной погрешности измерений.

ИП общего назначения, не имеющие высоких параметров по быстродействию, в отличие от батареи могут не обеспечить стабильного питания сотовых телефонов, беспроводных средств и носимых устройств. Данные электронные продукты при эксплуатации характеризуются присутствием на кривой тока потребления выбросов (импульсов) большой амплитуды с длительностью от сотен мкс (µs) до десятков мс (ms). Модель PPH-71503D отличается от обычных источников питания тем, что имеет чрезвычайно малое время установления Uвых при отклонениях напряжения в пределах до 100 мВ (в моменты т.н. «перепадов» питания).

Источник PPH-71503D работая в режиме эмуляции батарейного питания с целью выдачи на выходе импульсного тока, способен быстро скомпенсировать падения напряжения, вызванные импульсами тока нагрузки. Канал 1 имеет встроенную функцию эмулирования процессов батарейного питания при питании нагрузки, позволяющую задавать значение выходного импеданса источника таким образом, чтобы точно моделировать внутреннее сопротивление батареи (аккумулятора) во время разряда. Такие особенности, как чрезвычайно малое время установления Uвых и функция эмуляции режима батареи позволяют PPH-71503D максимально точно имитировать профиль выходной мощности батареи и её реальное поведение с целью производственных испытаний и отладки устройств.

PPH-71503D подходит не только для имитации реальной батареи, процессов напряжения зарядного устройства при питании тестируемого устройства, но также может быть электронной нагрузкой для моделирования нагрузочной способности при проведения испытаний на определенный уровень разряда, благодаря функции поглощения и рассеяния тока обратной полярности от потребителя (sink current). Функция поглощения обратного тока (sink) позволяет источнику рассеивать электроэнергию, поступающую извне, что обеспечивает возможность эмулирования процессов заряда-разряда аккумуляторных батарей.

Максимальный ток рассеяния PPH-71503D для канала Кан1 до 3,5 A, для канала Кан2 верхний предел тока рассеяния имеет значение 2 A. Возможность измерений с функцией длительной интеграции при анализе импульсного тока позволяет количественно оценить общую потребляемую мощность блока РЭА в определенный период времени (усредненную) или оценить энергопотребление устройства за весь период тестирования в целом.

Одно из таких прикладных приложений PPH-71503D – измерение мощности потребления мобильного телефона от начала вызова до конца соединения с целью анализа всех параметров электропитания его ВЧ приёмо-передатчика и суб-блоков (посылка вызова, синхронизация, отправка СМС/разговор, активация передачи данных, отключение).

Одно из таких прикладных приложений PPH-71503D – измерение мощности потребления мобильного телефона от начала вызова до конца соединения с целью анализа всех параметров электропитания его ВЧ приёмо-передатчика и суб-блоков (посылка вызова, синхронизация, отправка СМС/разговор, активация передачи данных, отключение).

ФУНКЦИЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ТОКА/SINK (поглощение энергии)

При эксплуатации портативных устройств с питанием от внутренних аккумуляторов к ним для подзарядки периодически подсоединяются сетевые адаптеры питания (ЗУ). В моменты, когда уровень напряжения питания поступающего от ЗУ превышает потенциал на выходе источника на 0,3…2,5 В, PPH-71503D начинает потреблять ток обратного направления (от объекта c внутренним сопротивлением R – см. рис.), действуя при этом для объекта с большим напряжением как электронная нагрузка с тепловым рассеянием энергии. В такой ситуации уровень напряжения PPH-71503D может рассматриваться как пороговый уровень режима стабилизации напряжения (CV) в типовой электронной нагрузке.

Таким образом, один источник может использоваться и для зарядки батареи, и для эмуляции нагрузочного тока батареи, потребляя и рассеивая мощность без каких-либо дополнительных приборов и внешних средств тестирования (реостат, меры сопротивления и пр.).

Новинка идеально подходит для испытаний батарей и сетевых портативных зарядных устройств, выступая при этом как источник напряжения + приемник тока для поглощения реверсной электроэнергии.

Рис.4. Диаграмма подключения PPH-1503D и электрическая схема цепи
(щелчок по изображению – увеличение)

Следующие диаграммы ВАХ показывают рабочие области отбора мощности каналов Кан1 и Кан 2 источника PPH-71503D:

Рис.5. Диапазоны выходного напряжения и соответствующие им макс. значения тока поглощения/Sink
(слева 5а: Кан1 до 3,5 А, справа 5б: Кан 2 до 2 А).

ИЗМЕРЕНИЕ ИМПУЛЬСНОГО ТОКА

При измерении пульсирующего тока пользователь может использовать настройки схемы измерений с установкой уровня запуска в диапазоне 0,005 A…5 A (с шагом триггера 0,001 А). Все помехи, электрический шум, переходные процессы или ложные пульсации (transients), амплитуда которых меньше заданного порогового значения будут игнорироваться схемой запуска источника. Период интеграции при измерении пульсирующего тока устанавливается автоматически или выбирается пользователем вручную в диапазоне значений от 33 мкс до 833,333 мс.

Рис.6. Экран меню
«Измерение импульсного тока»/Pulse Current
(щелчок по изображению – увеличение)

Число импульсов тока для усреднения может быть задано органами управления передней панели в меню источника в диапазоне от 1 до 100 с шагом в 1 импульс. При необходимости возможно программное увеличение числа усреднений до значения «5.000» (при подключении PPH-71503D к управляющему ПК/команда ). Такие возможности востребованы в приложениях промышленного дизайна батарей питания, при отладке портативных радиочастотных модулей (Bluetooth/WiFi) и тестировании сотовых телефонов.

ДЛИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД ИНТЕГРАЦИИ

Длительная интеграция при измерении периодических импульсов тока представляет собой функцию измерения усредненного значения силы тока в течение достаточно длительного периода времени. При этом выполняется вычисление среднего значения одной импульсной последовательности или нескольких импульсных последовательностей тока следующих друг за другом в заданном интервале интеграции. Общее время измерений, задаваемое пользователем до 60 секунд. Запуск измерений в этом режиме может быть активирован импульсами как с положительным нарастанием (фронтом), так и отрицательным фронтом (срезом). Функция длительной интеграции при измерении импульсного тока позволит оценить общую потребленную мощность РЭА в целом за период тестирования или структурного блока в определенный период времени. Например, измерить потребленную сотовым телефоном мощность в процессе одного исходящего соединения.

Рис.7. Экраны меню «Длительная интеграция»/Long Integration
(справа – пример импульсной последовательности на экране цифрового осциллографа серии GDS-72000)

Новая ФУНКЦИЯ SEQUENCE (SWEEP)

Без необходимости подключения к ПК для практического использования при тестировании в PPH-71503D могут быть запрограммированы различные уровни U/I требуемой длительности в соответствии с условиями измерений с целью их последовательного вывода на выходе (качание профиля/Sweep). В меню предусмотрено до 1000 шагов с возможностью изменения пользователем выходного напряжения (V), силы тока (A) и длительности выполнения (S) в каждом из них.

Диапазон программирования длительности от 1 мс до 3600 сек с разрешением 1 мс. Диапазон программирования циклов в рекуррентном профиле составляет от 1 до 9999 (число повторов шагов). При необходимости данный параметр может быть задан в статусе «бесконечное повторение» исполнения шага при установке значения частоты повторения = 0.

Рис.8. Страница Меню – настройка функции Sequence/(Sweep Кан 1)
(щелчок по изображению – увеличение)

Новая ФУНКЦИЯ ЭМУЛЯЦИЯ ПОВЕДЕНИЯ БАТАРЕИ/Battery Simulation

Функция PPH-71503D по моделированию процессов в реальной батарее эквивалентно наличию в цепи питания переменного внутреннего сопротивления, которое подключено последовательно для эмуляции выходного импеданса батареи. Функция также может рассматриваться как источник питания с внутренним переменным резистором в выходном каскаде. Диапазон программирования значений внутреннего сопротивления от 0,001 Ω до 1,000 Ω с разрешением 1 мОм. PPH-71503D может использоваться в качестве батареи/аккумулятора или источника идеального напряжения в котором регулировка напряжения Vset связана с изменением сопротивления переменного резистора Res, включенного последовательно в выходной цепи.

На нижеследующей схеме показано моделирование батареи для получения выходного напряжения Vout.

Рис.9. Модель эквивалента батареи
(щелчок по изображению – увеличение)

ВСТРОЕННЫЙ ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР

PPH-71503D обеспечивает не только питание нагрузки, но и измерение выходного напряжения выдаваемое на объект тестирования. Источник оснащен встроенным цифровым вольтметром с диапазоном измерений до 20 В и возможностью его подключения на соответствующие выходные гнезда (на передней или на задней панели). При индикации показаний Uвых на экране погрешность измерения встроенным вольтметром источника составляет ±(0,05%+3 мВ) при максимальном разрешении 1 мВ. Таким образом, у пользователей нет необходимости иметь и задействовать в схеме тестирования дополнительный внешний вольтметр. Обеими портами вольтметра можно дистанционно управлять SCPI командами при помощи внешнего ПК.

Рис. 10. Измерительные гнезда вольтметра/DVM на передней панели
(выделено красным контуром)
(щелчок по изображению – увеличение)

ВЫХОДНЫЕ КЛЕММЫ, УДАЛЕННОЕ ПОДКЛЮЧЕНИЕ

Клеммы выходного напряжения расположены на передней и задней панели (переключаемые), из которых пользователь выбрать только один для выполнения теста в зависимости от удобства подключения. Для питания удаленной нагрузки предусмотрены специальные 5-и контактные колодки (+Source ,- Source, +Sense, – Sense, ⏚) при помощи которых она подключается по 4-х проводной схеме.

По сравнению с предыдущей версией (PPH-71503) удобства документирования дополнены возможностью записи экранной информации простым нажатием на выделенную кнопку Pict – при этом будет сделан и записан на подключенную USB-flash скриншот текущего экрана.

Новинка легко интегрируется в автоматизированные ИС и комплексы (АИК), в качестве аналога позволяет заменить более дорогие источники Keithley 2306, KEYSIGHT 66319B/D (набор SCPI команд идентичен оригинальным командам).

ПРИЛОЖЕНИЯ ДЛЯ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ

Моделирование функции батареи и режим измерения импульсного тока в PPH-71503D оптимален для тестирования устройств мобильной связи, смартфонов, планшетов, в том числе измерений оборудования беспроводной связи, Bluetooth- периферии и других портативных гаджетов. Возможность детального мониторинга нагрузки при её питании импульсным током, например, в реальном режиме использовании сотового телефона является важным ресурсом инженерного дизайна и отладки, который может обеспечить имитацию присутствия в схеме тестирования батареи по одному из каналов источника, а в другом канале эмулировать зарядное USB-устройство. Таким образом, одновременно могут быть выполнены измерения, как тока зарядки, так и анализ колебаний потребляемого тока при питании нагрузки.

УПРАВЛЕНИЕ ВНЕШНИМИ РЕЛЕ

Источник оборудован соответствующими управляющими портами и поддерживает 4 режима управления выходом PPH-71503D и контактами внешнего исполнительного реле: Limit, Trip, Limit Relay и Trip Relay. Так при выборе функции «Limit» и достижении током нагрузки установленного значения, PPH-71503D будет автоматически переключен из состояния стабилизации напряжения (CV) в режим стабилизации тока (CC). А в функции «Trip» при достижении током установленного порогового значения будет отключен выход источника.

Если в составе тестовой системы одновременно используется несколько взаимодействующих устройств, то может использоваться интегрированная схема управления внешним реле (Limit Relay и Trip Relay). Например, при выборе функции «Limit Relay» и достижении выходным током заданного значения лимита сигнал управления внешним реле перейдет в состояние «высокий уровень» (лог. «1») и вернется обратно к низкому уровню, когда ток станет меньше установленного значения в режиме стабилизации тока (СС).

Таким образом, пользователь может организовать управление внешними устройствами испытательной схемы с различными приоритетами при помощи контактов исполнительного реле.

Рис.11. Схема управления PPH-71503D при использовании внешних реле
(выделено красным контуром)
(щелчок по изображению – увеличение)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Совокупность высоких технических характеристик источника, точности установки и измерения выходных параметров, широкая функциональность делает модель PPH-71503D оптимальным средством электропитания на производственно-сборочных линиях, в лабораториях НИОКР и службах выходного контроля, в сервисных центрах. Преимущества новинки позволяют широко использовать её на тех ответственных участках, где необходимо обеспечить высокое быстродействие и прецизионность питания в сочетании с эмуляцией поведения батареи и возможностью одновременных измерений встроенным вольтметром (DVM).

Сводная таблица: Преимущества и эффективность применения

Функция/Режим Преимущество Выгода
Кан1 обеспечивает регулировку выходного напряжении и тока в 2-х диапазонах. Гибкость установки выходных значений для более широкого перечня тестовых приложений. Обеспечивается расширенный диапазон настройки напряжения/тока без приобретения дополнительного источника питания.
Предусмотрено 3 предела измерения силы тока. На нижнем пределе 5 мА разрешение 0,1 мкА. Высокая точность установки и разрешение при измерениях тока. Прецизионные измерения в режиме ожидания (standby) и анализ энергопотребления при малых токах нагрузки помогут инженерам в оценке и отладке устройств.
Функция рассеяния электрической мощности (приемник тока/ Sink). Способность поглощения тока и рассеяния мощности поступающей на выход источника. PPH-71503D может рассматриваться как источник стабилизированного напряжения с функцией электронной нагрузки.
Измерение тока импульсной формы с длительностью от 33,3 мкс. Анализ энергопотребления устройств с питанием импульсным током. Измерение импульсного тока без использования осциллографа и токовых преобразователей.
Длительный период интеграции при измерении. Позволяет выполнять вычисления тока с усреднением на больших интервалах времени. Функция соответствует требованиям тестирования устройств связи по измерению среднего значения тока потребления.
Встроенная функция «Последовательность (Sequence sweep). До 1000 последовательных шагов программируемых пользователем (напряжение, ток и длительность). Позволяет программировать последовательные выходные профили напряжения для вариации мощности на нагрузке без использования ПК.
Встроенная функция эмуляции батареи. (Battery simulation). Возможность эмулирования напряжения на выходе батареи и имитации внутренних процессов при питании. Позволяет PPH-71503D реально имитировать батарею портативных устройств и её выходные характеристики.
Встроенный вольтметр. (DVM) Обеспечивает функцию высокоточных измерений напряжения. Не нужно приобретать дополнительный вольтметр и мультиметр для контроля Uвых.
Схема защиты 4-х пр. выхода (4 Wire Output Protection)*. Активация триггерной схемы защиты (отключение источника) в случае пропадания контакта в цепи питания нагрузки. Исключает некорректные измерения, вызванные отключением Uвых, защищает питаемое устройство.
Выходные гнезда (Кан1) на передней и задней панели. Возможность выбора передней или задней панели источника для выдачи Uвых. Выход на передней панели идеален для настольных приложений, а выдача напряжения на гнезда задней панели оптимальна для конвейера (производственной линии), а также для распределения электропитания в системах автоматического тестирования (ATE system).

Примеч.: * функция защиты при 4-х проводном подключении объекта питания в режиме ХХ (т.е. при размыкании цепи тока нагрузки).

Сравнение возможностей с конкурентными моделями

Функция/режим GW INSTEK
PPH-71503D
Keithley
2306
KEYSIGHT
66319B/D
Два диапазона U вых (Кан1) V
0~15V/0~3A
0~9V/0~5A
X X
Измерения встроенным вольтметром (DVM) V X V (D)
X (B)
Выбор терминалов Uвых
(перед/задн.)
V X X
Измерение импульсного тока
V V V
Измерения с большим периодом интегрирования V (60s) V (60s) X
Эмуляция батареи V V V
Автоматическая последовательность профилей (sequen) V/I (SEQUENCE) V/I(SEQUENCE) X
Функция поглощения тока (sink) V (MAX: 3.5A) V (MAX: 3A) V (MAX: 2A)
Быстродействие, малое отклика
Туст (Transient Recovery time)
V
<40uS
V
<40uS
V
<20uS
Функция блокировки (Lock) V X X
Режимы защиты OVP/OTP/OCP OVP OVP/OCP/OTP
Интерфейс GPIB/USB/LAN GPIB GPIB
Цена ориентировочная в рублях (август 2016) 225 150 290 200 271 800/301 200

V- есть; X -нет

Автор:  Коллектив АО «ПриСТ»
Дата публикации:  12.08.2016
Модели:  PPH-71503D


ПРЕЦИЗИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ | Electronic-devices.com.ua

Параметры и особенности применения

Цель настоящей статьи – помочь разработчику устройств,  включающих прецизионные источники опорного напряжения, получить максимально возможное качество изделия за самое короткое время.  Основное содержание статьи – как выбрать из широкой номенклатуры таких источников наиболее соответствующий поставленной задаче и уже на начальном этапе максимально учесть влияющие факторы,  которые нередко всплывают только на стадии заключительных испытаний. Приведенные в тексте численные данные конкретных приборов четырех ведущих производителей опорных источников напряжения позволяют сориентироваться в достигнутом уровне.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПРЕЦИЗИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ.

Прецизионные  источники  опорного  напряжения (ИОН) нужны во многих случаях, и область  их  применения  постоянно  расширяется. Это  измерительные  приборы,  системы  связи, даже зарядные устройства литиевых батарей, но
чаще всего необходимость в них возникает при построении  аналогово-цифровых  преобразователей (АЦП),  представляющих  на  выходе  отношение  входного  напряжения  к  опорному  в цифровой  форме  и  цифро-аналоговых (ЦАП), на  выходе  которых  получают  напряжение опорного источника в масштабе, определяемом кодом на его цифровом входе. Некоторые из таких  приборов  имеют  встроенный  опорный  источник,  некоторым  необходим внешний,  часто прибор  может  работать  как  с  внешним,  так  и внутренним источником. Сегодня 12-разрядная точность ЦАП и АЦП стала довольно обычной. Граница 20 разрядов пройдена более 10 лет назад. Еще в 80-е годы Минский завод “Эталон” серийно  производил  измерительную  систему АКСАМИТ разработки В.М.  Малышева  с  раз-
решением  АЦП  в 22 разряда.  Сегодня  целый ряд фирм производят 24 разрядные интегральных АЦП, реальное разрешение которых достигает 22 разрядов. В интегральных ЦАП достигнутый на сегодняшний день уровень – 18 разрядов. В какой степени параметр разрешение будет  реализован  в  точности  измерения  или  воспроизведения  напряжения  в  значительной  степени  зависит  от  источника  опорного  напряжения. Стоимость ИОН обычно составляет малую часть системы в целом, но может оказать существенное влияние на ее результирующие характеристики, поэтому нет особого смысла экономить на этом нем [1]. Кроме того, нередко система включает несколько устройств с собственными ИОН и для снижения общей погрешности системы  целесообразно  использовать  один ИОН для всех устройств. Далее рассматривается ряд важных особенностей ИОН и их применения в основном применительно к отдельным приборам этого вида, хотя многие положения в такой  же  степени  относится  и  к  встроенным ИОН.
Тенденция к увеличению точности всегда в измерительной  техники  существовала  всегда, далее речь идет о весьма высоких точностях, и уровень  достигнутого  целесообразно  оценить по достигнутому  мировой метрологией.

ДОСТИГНУТАЯ ТОЧНОСТЬ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ

Начиная  с  1972  года  во  всем  мире  национальные эталоны напряжения строятся на базе открытого  в  1962  года  квантового  эффекта Джозефсона.  Без  учета  фундаментальной  константы Джозефсона приведенная относительная
погрешность  составляет 5х10-9,  константа  известна с точностью до 4х10-7. Однако это сложная стационарная установка, основной элемент которой работает при температуре 4,2 К и в качестве эталона сравнения напряжения в метрологической  практике  используются  известные еще с 19 века гальванические нормальные элементы, или по имени их изобретателя – Вестона (Weston) с э.д.с. 1,018 В с среднеквадратичным отклонением  менее 5х10-8,  групповой  нестабильностью 6х10-7  в  год.  К  сожалению,  эти приборы очень чувствительны к внешним условиям, тряске и температуре. При 20°C температурный  коэффициент  составляет -40,6 мкВ/°C. После  изменения  температуры  требуется  для достижения  такой  точности  требуется  значительное  время,  иногда  до  месяца.  Для  сравнения с полупроводниковыми источниками опорного  напряжения  эти  величины  удобнее  выразить  в  относительных  единицах,  обычно  используемых  в  справочных  данных  на  такие приборы – ppm (промил).  1 ppm – миллионная
доля  измеряемой  величины.  Таким  образом, среднеквадратичное  отклонение  напряжения нормального элемента 0,05 ppm, годовая нестабильность 0,6 ppm, температурный  коэффициент около -40 ppm [2].

ИОНы НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ

Зенеровский переход

В  полупроводниковой  электронике  для  получения  стабильного  напряжения  чаще  всего используют обратную ветвь вольтамперной характеристики p-n перехода с Зенеровским пробоем. Зенеровский пробой происходит при напряжениях примерно от 5 до 10 В. Для получения  хороших  метрологических  характеристик требуется ток через переход не менее  нескольких десятых мА.. Получаемое таким путем напряжение имеет положительный температурные коэффициент,  зависящий  от  напряжения  Зенеровского пробоя данного перехода и тока через него. Для его компенсации в прецизионных Зенеровских  стабилитронах  последовательно  с Зенеровским  включают  прямосмещенные  диоды,  обладающие  отрицательным  температурным  коэффициентом.  В  отечественном  прецизионном стабилитроне Д818 таких переходов 3. Выбором  протекающего  тока  удается  существенно  улучшить  термостабильность.  Часто  в
технических  описаниях  встречается  термин “buried Zener”. Он  отражает  технологический прием, когда для повышения стабильности переход формируется под поверхностью полупроводникового кристалла и отделен от нее защитным диффузионным слоем, что позволяет снизить  влияние  механических  напряжений,  загрязнений  и  нарушений  кристаллической  решетки,  которые  сильнее  всего  проявляются  на поверхности. Лучшие результаты с использованием  Зенеровского  стабилитрона  достигнуты мировым  лидером  в  области  калибраторов Fluke Corp. Модель калибратора 734А, использующая  специально  разработанную  фирмой микросхему,  которая  не  продается  отдельно,  и термостабилизацию, имеет при таком же как у нормального  элемента  напряжении  стабильность 0,8 ppm/месяц  и 2 ppm/год,  температурную  зависимость 0,1 ppm/°C,  т.е.  сравнимы  с нормальным элементом [3].
Лучшие  интегральные  источники  опорного напряжения ведущих производителей полупроводников,  выпускаемые  серийно,  имеют  сравнимые  характеристики.  Например, ADR292 имеет временную нестабильность 0,2 ppm/1000
часов, т.е. почти за полтора месяца, а температурный коэффициент 5…25 ppm/°C, REF102 до 2,5 ppm/°C  с возможностью  подстройки, MAX671  температурную  зависимость  менее 1 ppm/°C  без  термостатирования.  Многие  прецизионные  интегральные  схемы  опорных  источников  напряжения  имеют  встроенные  датчики  температуры  кристалла,  позволяющие значительно улучшить температурную стабильность результатов измерения одним из двух путей: строить прецизионные стабилизаторы температуры  или  программно  корректировать  результаты  измерений.  Некоторые  ИОНы  имеют встроенные нагреватели (LT1019).
Следует отметить, что все полупроводниковые ИОН обладают гистерезисом по температуре,  т.е.  при  возвращении  к  первоначальной температуре после нагрева или охлаждения, величина  опорного  напряжения  возвращается  к прежней  величине  с  некоторой  погрешностью. Минимальное  значение  имеет  порядок 20 ppm (MAX6225). К сожалению, чаще всего производитель не указывает эту величину. Чтобы избежать  этой  погрешности  в  калибраторе Fluke 734A  ИОН  всегда  находится  при  постоянной температуре, и  для  термостатирования  при  перевозке предусмотрен аккумулятор,  рассчитанный на 36 часов непрерывной работы. Если  необходимо  большее  опорное  напряжение,  чем  обеспечивает  Зенеровский  пробой, стабилитроны  могут  включаться  последовательно,  причем  специальный  подбор  стабилитронов в группы позволяет снизить суммарный температурный  коэффициент.  Лучшие  в  мире результаты  на  этом  пути  достигнуты  российской  фирмой “Мегавольт-Метрология”  в  установке DWINA-1000, поставленной испытатель-
ному центру IREQ в Канаде. Максимальное напряжение  1000000 В,  основной  погрешностью 20 ppm и температурной в диапазоне от 15°C до 35°C 2,5 ppm (отметим  что  это  не  градиент,  а максимальное  изменение  в  данном  диапазоне
температур) [4]. Однако значительно чаще требуются напряжения меньшие напряжения Зенеровского пробоя. Очевидным и используемым путем является прецизионное деление напряжения, полученного на Зенеровском стабилитроне, как это сделано в AD584, имеющем одновременно выходы 10 В, 5 В и 2,5 В. BANDGAP
Другим  стандартным  путем  получения опорных  напряжений  ниже  уровней  Зенеровского  пробоя  является  использование  известных с 1970 года “bandgap” схем [5]. Этот  термин, не имеющий общепринятого русского эквивалента,  можно  перевести  как “барьерный потенциал p-n перехода”. Упрощенная  принципиальная  схема  такого прибора  представлена  на  рис.1.

Рис.1. Получение стабильного опорного напряжения в bandgap схеме.

Здесь  транзисторная пара создает на резисторе R1. Падение напряжения  пропорциональное  абсолютной температуре,  которое  компенсирует  отрицательный  температурный  коэффициент  напряжения база-эмиттер транзистора VBE. Выходное напряжение  схемы VZ  определяется  через  постоянную  Больцмана  к,  заряд  электрона q, абсолютную температуру Т и отношение плотностей тока эмиттеров транзисторов:
VZ=VBE + 2ΔVBE R1/R2 где ΔVBE= kT/q x lnJ1/J2
При  равных  эмиттерных  токах  и  площади эмиттера  первого  транзистора  в 8 раз  больше второго,  нулевой  температурный  коэффициент VZ  достигается  при  его  значении  1,205В,  что соответствует  барьерному  напряжению p-n перехода,  экстраполированному  на  температуру абсолютного нуля, с чем связано название прибора.  Включение  делителя  напряжения  между выходом усилителя и  базами  транзисторов  позволяет получить большие значения VZ. Температурно- зависимое напряжение на R1 используется для измерения температуры кристалла, как например в AD780 [6]. Поскольку  значение VBE  обратно  пропорционально, а компенсирующая величина прямо пропорциональна  абсолютной  температуре, точность компенсации зависит от температуры, а для устройства в целом от рабочего диапазона температур. В  зависимости  от  последнего  температурная погрешность может указываться изготовителем весьма малой, например, 3 ppm/°C (REF01). Этот вид приборов отличается существенно меньшим  потреблением  энергии,  что  особенно важно для применения в мобильных  изделиях. Например,  семейство LT1634  с  напряжениями
1,25 В, 2,5 В, 4,096 В  и 5 В  потребляет  всего 10 мкА  при  начальной  точности 0,2%, термостабильности 25 ppm/°C и минимальной разнице  входного  и  выходного  напряжений 0,9 В. Приборы  выпускаются  в  двух  схемотехнических вариантах. Двухвыводной или параллельный (shunt) с  внешними  вольтамперными  характеристиками,  подобными  стабилитрону. Они  требуют  внешнее  токоограничивающее устройство,  например  резистор.  Трехвыводной

(в принципе, но фактически может иметь больше  выводов)  или  последовательный (series)
обеспечивает втекающий и вытекающий в ИОН токи  без  внешних  компонентов  и  ток  через внутреннюю схему опорного напряжения, в отличие  от  первого  варианта,  независим  от  нагрузки. Отметим что ИОНы на базе Зенеровского  пробоя  выпускаются  только  по  второму  варианту. Эквивалентом первого являются прецизионные стабилитроны.

ТЕХНОЛОГИЯ XFET™

Новым  способ  получения  стабильных опорных  напряжений  запатентовала  компания Analog Devices [6]. Разность напряжений около 0,5 В  с  точно  определенным  диэлектрической постоянной  кремния  отрицательным  темпера-
турным  коэффициентом  порядка  120 ppm/°C  получают на стоках двух полевых транзисторов с  изоляцией  затвора p-n переходом (рис.2)

Рис.2. Получение стабильного опорного напряжения в XFET схеме.

имеющих  разные  напряжения  отсечки  и  работающих  при  одинаковых  токах  стока.  Конструктивно FET1 и FET2 отличаются только конфигурацией  затворов.  Точная  температурная компенсация  достигается  применением  пропорциональным  температуре  источником  тока IPTAT. Выходное напряжение схемы определяется выражением:
VOUT = ΔVP (R1 + R2 + R3)/R1 + IPTAT R3      Главные  преимущества XFET перед bandgap  приборами беспрецедентная  временная  стабильность 0,2 ppm за  1000  часов,  примерно в 4 раза меньший шум при стабильности и экономичности того же порядка, что достигается  благодаря  работе  на  основных  носителях тока. Изобретение  реализовано  в приборах  последовательного  типа ADR290,  ADR291, ADR292,  ADR293  с  напряжениями 2,048 В,  2,5 В,  4,096 В  и  5 В,  соответственно,  работающих  при  токе  потребления  от  12 мкА  и  разности входного и выходного напряжений не более
0,6 В.  Погрешность  начальной  установки  выходного напряжения 2 мВ, температурный коэффициент 8 ppm/°C, шумы 6 мкВ пик-пик от 0,1 Гц до 10 Гц и спектральная плотность шумов на 1 кГц составляет 420 нВ/Гц-1/2.

ПОЛУЧЕНИЕ МАКСИМАЛЬНОЙ ТОЧНОСТИ ЦАП И АЦП С ВНУТРЕННИМИ ИОНАМИ

Основной  причиной  применения  в  ЦАП  и АЦП внешних прецизионных источников опорного  напряжения – желание  достичь  максимально  возможную  точность.  Если  при  этом используются  приборы,  имеющие  встроенный источник опорного напряжения, следует учесть,что  изготовители  нередко  используют  заводскую  подгонку  коэффициентов  передачи  преобразователей,  компенсируя  таким  путем  отклонения  напряжения  внутреннего  опорного источника  от  номинального  значения,  которая лежит  в  пределах  не  лучше 0,5…1%.  Простая замена внутреннего источника внешним прецизионным может не только не дать положительного  эффекта  по  абсолютной  величине,  но  и привести к отрицательным результатам. Конечно,  в  этом  случае  временная  и  температурная стабильность будут улучшены, но для улучшения абсолютной точности преобразования в целом необходима коррекция мультипликативной погрешности,  внесенной  заводской  подгонкой. Это обычно достигается подстройкой опорного источника.  Такая  подстройка  в  пределах  ±3% предусмотрена  во  многих  прецизионных  приборах.

Рис.3. Схема коррекции выходного напряжения в REF102.

На  рис.3  показана  схема  подстройкиREF102 [7] в пределах ±25 мВ, если закоротить резистор  1 МОм,  пределы  регулировки  расширятся до ±300 мВ.

ВЛИЯНИЕ ПИТАЮЩЕГО НАПРЯЖЕНИЯ, НАГРУЗКИ, ПОДВОДЯЩИХ ПРОВОДНИКОВ

При изменении питающего напряжения выходное  напряжение  ИОН  также  несколько  изменяется,  что  необходимо  учитывать.  Иногда это изменение задается в абсолютных значениях, иногда в относительных. Этот параметр показывает, насколько должно быть стабилизировано входное напряжения  ИОН  для  получения нужной точности.
Изменение  выходного  напряжения  ИОН  от тока нагрузки также можно найти в справочниках и они тоже могут быть заданы как в абсолютных, так и относительных единицах. Порядок  этих  величин  для  высококачественных  последовательных ИОН от 20 ppm/мА (REF102) до 30 ppm/мА (ADR290). Применение  внешних  источников  опорного напряжения  в  прецизионных  преобразователях требует  учета  падения  напряжения  в  подводящих  опорное  напряжение  проводниках.  Потребление по входу опорного напряжения АЦП и ЦАП часто имеет порядок нескольких миллиампер,  а  в  случае  АЦП  прямого  взвешивания (flash ADC) и  более.  Например, flash ADC TDC1035 фирмы Raytheon [9] требует опорного напряжения 2 В при токе 35 мА. При сопротивлении проводников 0,1 Ом падение напряжения составит 3,5 мВ, что близко к гарантированной абсолютной погрешности АЦП – 3,9 мВ. Кроме пассивных мер, таких как снижение  сопротивления  проводников  увеличением  их  ширины, некоторые  прецизионные  источники  опорного напряжения (например MAX671, AD688) имеют встроенные средства борьбы с этим явлением путем перехода к четырехпроводной системе соединения с нагрузкой (схема Кельвина). При этом  измерительные  входы  земли  и  обратной связи опорного источника соединены с нагрузкой  отдельными  проводниками.  Упрощенная схема  одного  из  таких  приборов – MAX670, представлена  на  рис.4

Рис.4.   4-проводная  схема (Кельвина)  для уменьшения  влияния  подводящих  проводников

[8]. Здесь  выводы SENSE1 и GND SENSE1 используются для коррекции по выходному напряжению, а SENSE2 и GND SENSE2  для  компенсации  влияния  тока нагрузки. Обычно выходной ток прецизионных ИОН  составляет 5…30 мА,  что  в  ряде  случаев, например, для упомянутого выше TDC1035, недостаточно  и  необходимо  использовать  дополнительный  внешний  буфер.  В  случае  схемы
Кельвина для  повышения  нагрузочной  способности  ИОН  с  минимальной  потерей  точности дополнительный  буфер  необходимо  охватить общей с ИОН петлей обратной связи, как показано на рис.5.

Рис.5.  Повышение  нагрузочной  способности  с буфером в 4-проводной схеме Кельвина.

Другой  полезный  вариант  увеличения  выходного  тока  с  применением  дополнительного транзистора представлен на рис.6

Рис.6.  Повышение  нагрузочной  способности  с транзистором

[7].При токе нагрузки до величины, создающей на  резисторе R1  падения  напряжения  около 0.6В, при котором транзистор начинает открываться,  ИОН  работает по  существу  в  обычном включении. Далее увеличение  выходного тока  ИОН  увеличивается  на  базовый  ток транзистора,  а  выходной  ток  устройства  в целом  на  величину, умноженную  на  коэффициент  усиления транзистора  по  току, который  может  составлять  от  нескольких  десятков  до  нескольких  тысяч.  Такую  схему  нетрудно реализовать  с  близкой к  схеме  Кельвина  топологией.

Иногда встречается необходимость  использовать  ИОН  аналогично стабилитрону  как  ограничитель  напряжения, т.е. с втекающим током. Никаких трудностей не возникает  с  двухвыводными  приборами,  которые имеют вольтамперные характеристики аналогичные  Зенеровскому  стабилитрону,  хотя большинство  из  них  относятся  к bandgap приборам.
Обычно  последовательный  ИОН  работает как  источник  положительного  напряжения (с вытекающим  током).  Как  правило,  все  такие приборы  снабжены  внутренним  буфером,  позволяющим работать как с вытекающим, так и втекающим током, однако для последнего максимально допустимое значения может быть намного меньшим. Например,   у AD584 это 10 мА и 5 мА, а у REF02 даже 10 мА и 0,3 мА. Необходимо убедиться по данным изготовителя, что выбранный режим приемлем для прибора в режиме втекающего тока. При недостаточной величине  последнего  токовая  характеристика прибора может быть смещена подключением на его  выходе  дополнительного  источника  втекающего тока или хотя бы резистора между его выходом и общим выводом (землей) или отрицательным источником напряжения.

ПОЛУЧЕНИЕ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ОПОРНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Чаще  всего  прецизионные  источники  опорного  напряжения  изготавливаются  на  положительные  напряжения,  хотя  бывают  и  исключения,  например, MX2701.  Для  получения  отрицательных напряжений от источников положительных  использование  инверторов  нежелательно, поскольку добавит погрешность инвертора.  Возможно  включение  двухвыводного  источника аналогично стабилитрону, т.е. необходимо подать на его отрицательный вывод отрицательный  ток,  хотя  бы  через  резистор,  подключенный  от  отрицательному  источнику  напряжения. Если необходимо использовать трехвыводную  схему  на  положительные  напряжения,  ее  выход  должен  быть  заземлен,  а  на  общий вывод прибора (обычно маркируемый как GND) с помощью источника тока или хотя бы резистора,  подать  отрицательный  ток,  достаточный  для  питания  нагрузки  и  собственных нужд  прибора.  Следует  убедиться,  что  напряжение  между  выводами  входа  и GND не  превышает  допустимой  для  прибора  величины.  В некоторые ИОН предусмотрены и другие варианты  получения  отрицательного  напряжения.

Рис.7. Получение двухполярного опорного напряжения с AD688.

На рис.7 показана схема включения AD688 для получения  двухполярного  напряжения  с  помощью имеющихся в его составе дополнительных буферов. Следует помнить, что в случаях, когда требуется получить предельно возможную точность,  нежелательно любое применения дополнительных элементов, даже  расположенных  на той же подложке.

СНИЖЕНИЕ ШУМОВ И УСТОЙЧИВОСТЬ

Для  снижения  шумов,  в  особенности  высокочастотных,  некоторые  опорные  источники имеют специальные выводы для подсоединения фильтрующих  конденсаторов.  На  рис.8.

Рис.8. Снижение шумов подключением фильтрующих конденсаторов.

представлена упрощенная схема REF102. Поскольку основным источником шума является диод Зенера,  подключение  внешнего  конденсатора  1 µF между выводами Noise Reduction и землей (Common) позволяет снизить шум с 800 мкВ до
200 мкВ от пика до пика (5 µV пик-пик в диапазоне 0,1 Гц…10 кГц). Определенного эффекта можно добиться включением конденсатора  параллельно  нагрузке.  Следует  учесть,  что  это может вызвать генерацию буфера, и проверить по  данным  изготовителя,  какие  максимальные емкостные  нагрузки  допускаются.  Например, REF102 допускает всего 1 nF, хотя для других изделий той же фирмы допускается, и даже рекомендуется 1 µF.

ВРЕМЯ УСТАНОВЛЕНИЯ РАБОЧЕГО РЕЖИМА

Обычное  время  установления  выходного  напряжения  источников  опорного  напряжения после  подачи  питания  порядка  1…10 мс,  высокоточные  приборы  также  требуют  некоторого времени,  которое  может  достигать  секунд,  для
установления  теплового  режима,  обеспечивающего  точность,  приведенную  в  справочных данных. Если требуется снизить время установления рабочего  режима,  необходимо  выбрать  тип прибора,  рассчитанного  на  быстрый  старт,  и
минимизировать как емкостные нагрузки, так и фильтрующие емкости . Очень хорошие стартовые характеристики  имеют  например REF01  и REF02 – время установления до ±0,1% не более 5 мкс.  Время  установления  теплового режима REF102 – не более 15 мкс (!).

ПОСТРОЕНИЕ ПРЕЦИЗИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА

Необходимость в прецизионных источниках тока встречается гораздо реже, чем в прецизионных источниках напряжения. Ввиду этого в номенклатуре  многих  производителей  источники тока либо отсутствуют                         (Analog Devices, Maxim), либо представлены очень скупо – Burr-Brown – один тип с посредственными характеристиками
(REF200). Прецизионные  источники  тока  обычно строятся  на  базе  ИОН.  Стандартное  решение для питания заземленной нагрузки RL положительным  током  представлено  на  рис.9.

Рис.9. Стандартная схема построения прецизионного источника тока.

Операционный усилитель А охвачен токовой отрицательное обратной связью через полевой транзистор FET и  резистор R1,  определяющий  величину  тока  стабилизации IREF,  поступающего  в нагрузку RL.  Использование  полевого  транзистора  необходимо  для  максимального  уменьшения тока ответвления в цепь управления токозадающего элемента (здесь FET).  Другую хорошую  возможность  представляют  ИОН  с  малым  потреблением  тока,  построенные  на bandgap и XFET принципах. Такая схема представлена  на  рис.10.

Рис.10. Прецизионный источника тока на ИОНе

Величина  тока  стабилизации IOUT, поступающего в нагрузку здесь равна сумме токов через резистор R, подключенный к выходу ИОН и тока собственного потребления ИОН.  Поскольку  он  может  составлять  10…20 мкА,  а  его  изменение  от  напряжения,  приложенного  между  выводами  ИОН IN и G имеет порядок 30 ppm/В, на этом принципе уже с величины  тока  порядка  1…2 мА  может  быть  построен прецизионный источник тока.

КОРПУС И МОНТАЖ

Для  получения  максимальной  точности  и стабильности результатов следует также учитывать  механические  напряжения  и  равномерность распределения температуры в кристалле.
Механические напряжения создаются при монтаже  кристалла  в  корпус  по  причине  разных температурных  коэффициентов  расширения кристалла и корпуса и в результате передачи на кристалл  деформаций  печатной  платы.  Для снижения  этих  эффектов  используются  специальные  технологические  приемы,  такие  как введение  в  конструкцию  прибора  кремниевых или полимерных слоев со специальными свойствами.  Для  устранения  остаточных  напряжений  рекомендуется  также  после  получения микросхемы  ИОН  от  поставщика  неделю  выдержать ее при температуре 100°C.  Механические  напряжения,  возникающие  при  деформации печатной платы также могут играть существенную роль. Так, в [10] описан случай,  когда выходное напряжение изменилось от деформации  печатной  платы  на 56 ppm. Поэтому  при конструировании важно обеспечить гибкую механическую  связь  участка,  где  смонтирован ИОН  с  остальной  печатной  платой,  как  минимум не заглублять выводы ИС на всю глубину,
а лучше использовать специальные гибкие крепления. Наилучшие результаты получают с металлическими  корпусами,  которые  не  создают механические  напряжения  при  монтаже  кристалла.  Тонкие  внутренние  проводники  к  проволочным выводам и сами эти выводы практически  устраняют  механическую  связь  с  печатной платой, а металлическая оболочка увеличивает  тепловую  инерцию  и  равномерность  распределения  температуры  по кристаллу.  Хорошие  результаты  получены  также  с  корпусами для поверхностного монтажа SO и SOT-23.

ЛИТЕРАТУРА:

  1.  Schweber B. Investments in voltage references pays big system dividends. Electronic Design News, 1998, April, p.23.
  2.  Государственный первичный эталон и Государственная поверочная схема для средств измерения электродвижущей силы и напряжения.
  3.  Fluke Corporation, Catalog 1997/98.
  4. А. Боярин, Г.А. Владимиров, Т.В. Мишук, В.Н. Ярославский, Новое поколение эталонов высокого напряжения, Законодательная и прикладная метрология,1995, №5.
  5.  Widlar R.J., New developments in IC voltage regulators. IEEE International Solid-State Conference,1970, Session FAM 13.3.
  6.  Analog Devices, Designers’ Reference Manual, Winter 97/98 (CD).
  7.  Burr-Brown Corporation, 1998 CD-ROM Catalog.
  8.  Maxim, Program 1/98 (CD).
  9.  Raytheon, Electronics Semiconductor Division, 1997 Data Book (CD).
  10.  Kester W. Linear design seminar, Analog Devices Inc., 1995, Chapter 8.

Таблица 1. Производители прецизионных источников опорного напряжения

 

на Ваш сайт.

Стабилитрон как прецизионный источник опорного напряжения

Стабильность источника питания определяется практически только его опорным напряжением. Мы уже видели, что стабилитрон из-за конечного внутреннего сопротивления дает постоянное выходное напряжение только при постоянном токе, протекающем через него. Для получения постоянного тока имеется два обычных способа: использовать второй диод в качестве предварительного стабилизатора или применить транзистор в качестве источника стабильного тока. Схема предварительного стабилизатора показана на рис. 9.28, где стабилизатор на 10-вольтовом диоде играет роль стабилизированного источника для стабилизатора на диоде с опорным напряжением 5,6 В. Поэтому в последнем диоде течет почти постоянный ток, не зависящий от изменений входного напряжения.

На рис. 9.29 приведена схема Вильямса «с двойным кольцом» (ring of two), в которой изящно использованы биполярные транзисторы в качестве источников постоянного тока для стабилитронов. Напряжение на базе транзистора TY поддерживается равным 5,6 В, поэтому его эмиттерный ток устанавливается таким, чтобы напряжение на эмиттере было 5,6 — 0,6 = 5,0 В; таким образом, эмиттерный ток транзистора Tj равен 5,0/470 А, или приблизительно 10 мА. Коллекторный ток транзистора Tv примерно равный току эмиттера, течет в стабилитрон Dv который, в свою очередь, определяет напряжение на базе Тг Это приводит к тому, что транзистор Т2 обеспечивает протекание постоянного тока 10 мА через стабилитрон Dr А этот стабилитрон играет роль источника опорного напряжения, которое подается на базу транзистора Ту.

У большинства стабилитронов напряжение пробоя изменяется с температурой. Диоды с напряжением пробоя менее 5 В функционируют в основном за счет туннельного эффекта и обладают отрицательным температурным коэффициентом, то есть у них напряжение пробоя уменьшается с ростом

Рис. 9.28. Источник стабильного опорного напряжения с предварительным стабилизатором.

Рис. 9.29. Схема источника эталонного напряжения «с двойным кольцом», в которой транзисторы играют роль источников стабильного тока.

температуры. При напряжениях больше 6 В в пробое доминирует лавинный эффект и температурный коэффициент при этом положителен, то есть напряжение пробоя увеличивается с ростом температуры. Возникает вопрос: что происходит между этими двумя режимами, где пробой является комбинацией этих двух механизмов? Ответ состоит в том, что могут быть созданы диоды с напряжением пробоя около 5,6 или 6,2 В, действительно имеющие очень малые температурные коэффициенты; если применить такие диоды в схемах, подобных тем, что приведены на рис. 9.28 и 9.29, то можно получить столь же стабильную э.д.с., как у эталонного элемента Вестона.

Литература: М.Х.Джонс, Электроника — практический курс Москва: Техносфера, 2006. – 512с. ISBN 5-94836-086-5

Источники опорного напряжения 1 – 15 Октября 2013 – Портфель

В подборке представлены  схемы фиксированных и изменяемых, положительных и отрицательных напряжений до 30 В для применений в регуляторах или других схемах, которые нуждаются в высокостабильных эталонных напряжениях. Некоторые из схем могут использоваться в качестве замены стандартного элемента питания.
С микросхемой усилителя мощности типа 759, используемой в приведенной схеме (рис.11.1) источника опорного напряжения, выходное напряжение может изменяться в диапазоне, начиная от максимального напряжения, которое равно напряжению стабилизации установленного стабилитрона, практически до нуля. С операционным усилителем типа 791 напряжение может настраиваться до 2 В.


Так как выходное напряжение может быть меньше, чем напряжение стабилитрона, то простая самонастройка не возможна. В этом случае необходимы альтернативные схемы смещения, чтобы улучшать регулировку напряжения сети. Система может выдавать ток вплоть до 100 мА и имеет малый температурный дрейф напряжения, равный дрейфу стабилитрона.

Схема четырех регулируемых источников опорных напряжений от 1,5 до 12 В

Источник стабильного тока 1 мА на полевом транзисторе при использовании стабилитрона LM113 (рис. 11.2) формирует стабильное опорное напряжение 1,22 В для получения четырех различных высокостабильных напряжений при помощи соответствующих операционных усилителей с регулируемым коэффициентом усиления.

Усиление каждого операционного усилителя настраивается своим потенциометром таким образом, что на выходе устанавливается желаемое эталонное напряжение в диапазоне от 1,5 до 12 В. В петле обратной связи операционных усилителей, для достижения стабильности выходного напряжения от нескольких милливольт в диапазоне температур от 0 до 70 °С, должны применяться металлокерамические потенциометры и металлооксидные резисторы.

Схема источника опорного напряжения с отклонением 0,005 %

Простая схема на операционном усилителе 741 (рис. 11.3) имеет отклонение напряжения менее 1 мВ на выходе при входном напряжении от 10 до 30 В.

При необходимости получения других выходных напряжений схему можно легко изменить как для положительных, так и отрицательных напряжений.

Источник опорных напряжений +5 и -5 В

Источник опорного напряжения высокой точности типа REF-02 производства компании Precision Monolithics (рис. 11.4) формирует на выходе напряжение +5 В,

используя которое инвертирующий операционный усилитель ОР-02 позволяет получить на выходе усилителя еще и напряжение равное -5 В.
Схема источника изменяемого опорного напряжения от-6,95 до +6,95 В

Температурно-стабильное опорное напряжение +6,95 В элемента типа LM199 производства компании National (рис. 11.5) превращается операционным усилителем LM108A в непрерывное изменяемое выходное напряжение от-6,95 до +6,95 В.

В схеме нужно использовать прецизионный 10-оборотный проволочный потенциометр с сопротивлением 50 кОм. Операционный усилитель работает как инвертор при положении среднего движка потенциометра в крайнем нижнем по схеме положении и как дифференциальный усилитель в остальных случаях.

Схема источника регулируемого опорного напряжения

Два транзистора схемы (рис. 11.6), формирующие стабилизированное напряжение, совместно с терморезистором типа 35TF1 компании Gulton, применяются для получения с помощью подстроечного резистора R2 регулируемого выходного напряжения, изменяющегося в диапазоне от 3,5 до 15,5 В со стабильностью 0,5 % в диапазоне температур от 0 до 50 °С.

Динамическое сопротивление схемы всего лишь 1 Ом. Схема разработана как регулятор напряжения для измерительных приборов с батарейным питанием на МОП-элементах.

Прецизионный источник опорного напряжения запрещенной зоны ТТЛ-сигналов

В схеме источника (рис. 11.7) используются диоды из диодной матрицы типа СА3086 и маломощный операционный усилитель типа СА3078 для получения прецизионного

управляемого опорного напряжения 2,35 В, которое практически не зависит от температуры.

Источник трех опорных напряжений на +5, +15 и +30 В

Схема (рис. 11.8), выполненная в виде этажерки из одного микромодуля источника опорного напряжения высокой точности на напряжение +5 В типа REF-02 производства компании Precision Monolithics и двух модулей на +10 В типа REF-01, образует источник с тремя возрастающими напряжениями на выходе, начиная с напряжения +5 В и шагом +10 В.

Таким же способом может набираться любое количество дополнительных опорных напряжений вплоть до предельного сетевого напряжения 130 В при условии, что общий ток нагрузки не превышает 21 мА. В приведенной схеме производится изменение входного напряжения 27—55 В до конечных результирующих значений.

Источник регулируемого опорного напряжения от 0 до 10,0000 В с шагом 100 мкВ

Стабильный ток операционного усилителя типа AD506 схемы (рис. 11.9) питает стабилитрон и последовательно с ним включенный ограничительный резистор с сопротивлением 5,16 кОм для того, чтобы обеспечить оптимальное значение тока через стабилитрон и исключить, таким образом, температурный дрейф.

Стабилизируемый операционный усилитель масштабирует напряжение стабилитрона во всем диапазоне. Потенциометр, включенный в цепь регулировки напряжения смещения, служит для коррекции нуля. Стабильность эталонного напряжения на выходе схемы составляет примерно 110 мкВ/год.

Схема опорного напряжения на самостабилизирующемся стабилитроне

Ток 7,5 мА через стабилитрон CR1 (рис. 11.10) не зависит от напряжения питания, которое может быть ниже 10 В. Схема на выходе формирует отрицательное эталонное напряжение.

Для приведенного на схеме стабилитрона выходное напряжение будет равно 6,82 В.

Источник опорного 5-вольтового напряжения при токе 7,5 мА

В схеме (рис. 11.11) применяется стандартный операционный усилитель с отдельным потенциометром, который используется для регулировки выходного напряжения и одновременно для установки оптимального тока через 6,2-вольтовый стабилитрон типа 1N821.

Чтобы задавать необходимый ток для стабилитронов, для некоторых маломощных операционных усилителей может потребоваться дополнительный эмиттерный повторитель. При этом схемном решении можно отказаться от отдельной регулировки тока стабилизации и применить более дешевые стабилитроны.

Источник опорного напряжения на +15 В и ток 100 мА

Дополнительный управляющий транзистор Q1 схемы (рис. 11.12), включенный в петлю обратной связи операционного усилителя A1 и предназначенный для усиления выходного тока до 100 мА при выходном напряжении +15 В, которое выше используемого опорного напряжения равного 6,6 В

и определяемого стабилитроном D1. Резистор R4 и транзистор Q2 обеспечивают защиту схемы от короткого замыкания в нагрузке.

Источник 10-вольтового опорного напряжения с использованием эталонного гальванического элемента

Дифференциальный усилитель типа LM121 производства компании National (рис. 11. 13), обладающий низким дрейфом и маленьким входным током, является буфером высокой точности для эталонного гальванического элемента “STD CELL”. Типичное значение дрейфа напряжения для интегральной схемы типа LM121, работающей при постоянной температуре, меньше 2 мкВ/1000 час.

Следует заметить, что схема должна быть изолирована от внешних воздушных потоков. Если питающее напряжение отсутствует, то эталонный гальванический элемент необходимо отключать, для предотвращения его разряда через внутренние цепи дифференциального усилителя.

Маломощный источник опорного напряжения на 10 В

Источник опорного напряжения (рис. 11.14) обладает низким дрейфом, имеет небольшой ток энергопотребления, менее 100 мкА, и использует операционный усилитель типа LM4250 для установки тока с нулевым температурным коэффициентом при желаемом выходном опорном напряжении.

С помощью потенциометра Р1 устанавливается низкое значение температурного коэффициента изменения выходного напряжения, а с помощью Р2 — точное желаемое опорное напряжение.

Источник опорного напряжения с
двумя выходными напряжениями +3,4 и 2,0 В,
противостоящий гамма-излучению

Схема источника (рис. 11.15) состоит из двухступенчатого регулятора напряжения со специально спроектированным фильтром, который помогает очищать выходное напряжение от помех, вызванных гамма-излучением и высокой частотой. Установленный на выходе схемы делитель напряжения с намотанными проволочными сопротивлениями обеспечивает дополнительное 2-вольтовое опорное напряжение. При гамма-излучении 1000000 рад  изменение выходного напряжения составляет только 0,3 %.

Рад от англ. rad (radiation absorbed dose) —1 внесистемная единица измерения поглощенной дозы ионизирующего излучения. 1 Рад равен поглощенной дозе излучения, при которой облученному веществу массой. 1  грамм передается энергия ионизирующего излучения 100 эрг.

Источник опорного напряжения на +10В

В схеме (рис. 11.16) используется операционный усилитель LM301A с опорным стабилитроном на 6,2 В типа 1N825, чтобы поддерживать стабильное постоянное напряжение на выходе при тяжелых температурных условиях, тряске и вибрации. Сопротивления для задания усиления должны обладать тем же температурным коэффициентом 0,01 %/°С, что и опорный стабилитрон.

В схеме применяются металлопленочные резисторы R1 (RN55E) на 511 Ом, R2 (RN55E) — 6,04 кОм и R3 — (RN55E) — 3,57 кОм. Резисторы R4 и R5 используются для точной балансировки усиления. Резистор R6 должен иметь сопротивление, равное общему сопротивлению параллельно соединенных резисторов R2 и R5, металлокерамический потенциометр R8 — 10 кОм, а дополнительный ему резистор R7 сопротивление между 100 кОм и 1 МОм.
Буферизованный источник опорного напряжения на 10 В

Микросхема LM199 производства компании National обеспечивает схему (рис. 11. 17) температурно-стабилизируемым опорным напряжением 6,95 В с очень низким температурным дрейфом и отличной долговременной стабильностью.

Малошумящий прецизионный операционный усилитель типа LH0044 применяется для буферизации и масштабирования необходимого выходного напряжения 10 В. Используемое напряжение питания может иметь отклонение от приведенного на схеме только на 1 %.

Разностный усилитель

является сердцем прецизионного источника тока

Прецизионные источники тока обеспечивают постоянный ток во многих приложениях, включая управление производственными процессами, контрольно-измерительные приборы, медицинское оборудование и потребительские товары. Например, источники тока используются для возбуждения резистивных датчиков температуры (RTD) в системах управления технологическим процессом; для измерения неизвестных резисторов, конденсаторов и диодов в цифровых мультиметрах; и для управления токовыми петлями от 4 мА до 20 мА, которые широко используются для передачи информации на большие расстояния.

Прецизионные источники тока традиционно создавались с использованием операционных усилителей, резисторов и других дискретных компонентов – с ограничениями, связанными с размером, точностью и температурным дрейфом. Теперь высокоточные маломощные и недорогие интегрированные разностные усилители, такие как AD8276, можно использовать для получения меньших по размеру источников тока с более высокими характеристиками, как показано на рисунке 1. В буфере обратной связи используются усилители с малым смещением и малой мощностью. ток смещения, например AD8538, AD8603, AD8605, AD8628, AD8655, AD8661, AD8663, OP177 или OP1177, в зависимости от требуемого диапазона тока.

Рис. 1. Разностный усилитель и операционный усилитель образуют прецизионный источник тока.

Выходной ток можно рассчитать следующим образом:

Если R g1 = R g2 = R f1 = R f2 , уравнение может быть уменьшено до:

Максимальный выходной ток ограничен диапазоном входного сигнала операционного усилителя, диапазоном выходного сигнала дифференциального усилителя и диапазоном напряжения на выводе SENSE дифференциального усилителя. Должны быть выполнены следующие три условия:

в пределах входного диапазона операционного усилителя
в диапазоне напряжений на выводе SENSE = 2 × (–Vs) – 0.От 2 В до 2 × (+ Vs) – 3 В
в диапазоне выходного напряжения AD8276 = –Vs + 0,2 В до + Vs – 0,2 В

Вывод SENSE может выдерживать напряжения, почти в два раза превышающие напряжение питания, поэтому второе ограничение будет очень слабым. Широкий диапазон питания от 2,5 до 36 В делает AD8276 идеальным для многих приложений. Максимальная погрешность усиления для классов A и B составляет 0,05% и 0.02% соответственно, что позволяет получить источники тока с точностью до 0,02%.

Варианты конфигурации

Для чувствительных к стоимости приложений, которые могут допускать немного больше ошибок, схему можно упростить, удалив буфер обратной связи, как показано на рисунке 2.

с

выходной ток:

для

Рисунок 2. Упрощенная схема исключает использование усилителя обратной связи.

Если требуемый выходной ток меньше 15 мА – выходная мощность AD8276 – тогда повышающий транзистор может быть исключен, как показано на рисунке 3.Если приемлемы как низкий ток, так и пониженная точность, можно использовать более простую и недорогую конфигурацию, показанную на Рисунке 4.

Рисунок 3. Упрощенная схема для слаботочных приложений. Рисунок 4. Упрощенная схема для недорогих слаботочных приложений.

На рис. 5 показана топология, которую можно использовать для сильноточных и высокоточных приложений без ограничения входного диапазона операционного усилителя.

Рисунок 5. Разностный усилитель и согласованные резисторы образуют прецизионный источник тока.

Выходной ток можно рассчитать как:

При идеальном согласовании R g1 = R g2 = R f1 = R f2 = 40 кОм и R 1 = R 2 , выходной ток составляет:

Внешние резисторы R 1 и R 2 должны иметь сверхвысокую точность и согласование, иначе выходной ток будет изменяться в зависимости от нагрузки, что не может быть исправлено с помощью программного обеспечения.

Периферийные компоненты

Входное напряжение, В REF , может быть выходом ЦАП, опорным напряжением или выходом преобразователя. Если требуется программируемый источник тока, рекомендуются прецизионные 14- или 16-разрядные ЦАП, такие как AD5640, AD5660, AD5643R и AD5663R. Для источников опорного напряжения рекомендуются прецизионные ADR42x, ADR44x для более высокой производительности; ADR36x рекомендуется для работы с низким энергопотреблением; AD158x и ADR504x рекомендуются по низкой цене; а интегрированный операционный усилитель ADR82x и источник опорного напряжения рекомендуется для небольших размеров.

Ссылка может подключаться как к инвертирующему, так и к неинвертирующему входу AD8276. При использовании неинвертирующего входа синфазное напряжение будет

.

и выходной ток будет

При использовании инвертирующего входа синфазное напряжение будет

.

и выходной ток будет

При использовании инвертирующего входа требуется буферный усилитель; поэтому для простоты рекомендуется использовать неинвертирующий вход.

Выбор транзистора

При выборе повышающего транзистора убедитесь, что VC выше, чем напряжение источника питания, а IC выше, чем желаемый выходной ток.Рекомендуются недорогие устройства, такие как 2N3904, 2N4401 и 2N3391. Для меньшего тока транзистор не нужен.

Результаты и анализ экспериментального стенда

Зависимость входного напряжения от выходного тока, измеренная с помощью схемы на рис. 1, показана на рис. 6. AD8276 и AD8603 питаются от +5 В. Допуск R1 составляет 0,1%. Транзистор – 2N3904. Опорное напряжение изменялось от 0,05 В до 1,20 В с шагом 0,01 В. Входной диапазон ограничен источником питания и входным диапазоном AD8603.

Максимальная погрешность составляет 0,87%, а среднее значение – 0,10%. Ошибка измерения тока ограничена внешними резисторами. Резисторы более высокой точности позволят получить источники тока более высокой точности.

Рис. 6. Результат теста с использованием дифференциального усилителя и усилителя обратной связи

Заключение

Дифференциальный усилитель AD8276 – с его низким напряжением смещения, низким дрейфом напряжения смещения, малой ошибкой усиления и малым дрейфом усиления, а также встроенными резисторами – может использоваться для создания точных и стабильных источников тока. Широкий диапазон питания (2.От 5 В до 36 В) позволяет выдерживать широкий диапазон нагрузок. Компактный 8-выводный корпус MSOP и низкое рассеивание мощности делают его идеальным для портативных систем с батарейным питанием. Использование прецизионного источника тока с дифференциальным усилителем может уменьшить площадь печатной платы, упростить компоновку, снизить стоимость системы и повысить надежность.

Приложение: Разностные усилители

Часть 1

Модель Диапазон синфазного режима (В) Полоса пропускания (тип. МГц) CMRR (дБ) Диапазон усиления Напряжение питания (Вмин.) Напряжение питания (Vmax)
AD8270 –Vs до + Vs 10 98 1.5 +5 +36
AD8271 –Vs –0,4 до + Vs + 0,4 15 80 1,5 +2,5 +36
AD8273 ± 40 20 86 1,5 +5 +36
AD8274 ± 3 10 86 1.5 +5 +36
AD8275 –13 до +24 15 96 0,2 +3,3 +15
AD8276 2 (–Vs) + 0,2 до 2 (+ Vs) –3 0,55 86 1 +2.5 +36

Часть 2

Модель Ток питания (мА) VosTC (мкВ / ° C) Усиление TC (ppm / ° C) Диапазон температур Пакет
AD8270 2,5 1,5 1 –40 до +125 LFCSP
AD8271 2.6 2 2 –40 до +85
MSOP
AD8273 2,5 3 2 –40 до +125 SOIC
AD8274 2,6 3 0,5 –40 до +85 MSOP, SOIC
AD8275 2.3 2,5 0,3 –40 до +85 MSOP
AD8276 0,22 2 1 –40 до +125 MSOP, SOIC

Отсутствует

Код 404 страница не найдена. К сожалению, страница отсутствует или перемещена.

Ниже приведены основные подразделы этого сайта.


  • Главная страница General Electronics
  • Мой канал YouTube Electronics
  • Проекты микроконтроллеров Arduino
  • Raspberry Pi и Linux
  • Возвращение к регистрам порта Arduino
  • Digispark ATtiny85 с расширителем GPIO MCP23016
  • Программа безопасного построения H-моста
  • Построить управление двигателем с H-мостом без фейерверков
  • H-мост MOSFET для Arduino 2
  • Гистерезис компаратора и триггеры Шмитта
  • Учебное пособие по теории компараторов
  • Работа и использование фотодиодных схем
  • Реле постоянного тока с оптопарой MOSFET с фотоэлектрическими драйверами
  • Подключение твердотельных реле Crydom MOSFET
  • Учебное пособие по схемам фотодиодных операционных усилителей
  • Входные цепи оптопары для ПЛК
  • h21L1, 6N137A, FED8183, TLP2662 Оптопары с цифровым выходом
  • Цепи постоянного тока с LM334
  • LM334 Цепи CCS с термисторами, фотоэлементами
  • LM317 Цепи источника постоянного тока
  • TA8050P Управление двигателем с Н-мостом
  • Оптическая развязка элементов управления двигателем с Н-образным мостом
  • Управление двигателем с Н-мостом на всех NPN-транзисторах
  • Базовые симисторы и тиристоры
  • Твердотельные реле переменного тока с симисторами
  • Светоактивированный кремниевый управляемый выпрямитель (LASCR)
  • Базовые схемы транзисторных драйверов для микроконтроллеров
  • ULN2003A Транзисторная матрица Дарлингтона с примерами схем
  • Учебное пособие по использованию силовых транзисторов Дарлингтона TIP120 и TIP125
  • Управление силовыми транзисторами 2N3055-MJ2955 с транзисторами Дарлингтона
  • Общие сведения о биполярных транзисторных переключателях
  • Учебное пособие по переключению N-канального силового полевого МОП-транзистора
  • Учебное пособие по переключателю P-Channel Power MOSFET
  • Построение транзисторного управления двигателем с H-мостом
  • Управление двигателем с Н-мостом и силовыми МОП-транзисторами
  • Другие примеры схем H-моста силового полевого МОП-транзистора
  • Построение мощного транзисторного управления двигателем с H-мостом
  • Теория и работа конденсаторов
  • Построение вакуумной трубки 12AV6 AM-радио
  • Катушки для высокоселективного кристаллического радио
  • Добавление двухтактного выходного каскада к аудиоусилителю Lm386
  • Выпрямитель источника питания
  • Основные силовые трансформаторы
  • Схемы транзисторно-стабилитронного стабилизатора
  • Уловки и подсказки для регуляторов напряжения серии LM78XX
  • Биполярные источники питания
  • Создайте регулируемый источник питания 0-34 В с Lm317
  • Использование датчиков Холла с переменным током
  • Использование переключателей и датчиков на эффекте Холла
  • Использование ратиометрических датчиков на эффекте Холла
  • Использование датчиков Холла с Arduino-ATMEGA168
  • Простой преобразователь от 12-14 В постоянного тока до 120 В переменного тока
  • Глядя на схемы оконного компаратора
  • Автоматическое открытие и закрытие окна теплицы
  • La4224 Усилитель звука мощностью 1 Вт
  • Управление двигателем H-Bridge с силовыми МОП-транзисторами Обновлено
  • Обновлено в сентябре 2017 г .:
  • Веб-мастер
  • Раскрытие Бристоль, Юго-Западная Вирджиния
  • Наука и технологии
  • 2017 Обновления и удаления веб-сайтов
  • Электроника для хобби
  • Конституция США
  • Христианство 101
  • Религиозные темы
  • Электронная почта

»Главная ” Эл. адрес »Пожертвовать ” Преступление »Электроника для хобби
» Защита окружающей среды »Расизм »Религия »Бристоль VA / TN

»Архив 1 »Архив 2 »Архив 3 »Архив 4 »Архив 5
» Архив 6 »Архив 7 »Архив 8 »Архив 9


Веб-сайт Авторские права Льюис Лофлин, Все права защищены.

Цепи источника / стока тока

Каскад на полевом транзисторе

повышает характеристики источника тока – 05/11/06 Идеи конструкции EDN Источник постоянного тока минимизирует чувствительность схемы опорного напряжения к колебаниям напряжения питания и увеличивает рабочее напряжение опорного напряжения за пределы максимального номинального значения 5,5 В__ Дизайн схемы Clayton B. Grantham, Тусон, AZ

Поддерживайте постоянное потребление тока – 04/12/01 Идеи EDN-Design Иногда полезно поддерживать постоянное общее потребление тока электронным устройством.Например, большой семисегментный дисплей потребляет почти нулевой ток, когда нет ни одного сегмента, до сотен миллиампер при полном освещении. __ Схема проектирования Питера Геттлера, APS Software Engineering GmbH, Кельн, Германия

Драйвер светодиодов

, использующий постоянный ток – светодиоды являются устройствами, управляемыми током. Излучаемый ими свет пропорционален току, протекающему через них. Один из способов поддерживать достаточно стабильный световой поток – поддерживать постоянный ток через светодиод, даже если напряжение питания может измениться.Классика. . . Схема Дэйва Джонсона P.E. – декабрь 2010 г.

Линейный диммер светодиодной лампы постоянного тока – Эта схема управляет 24 светодиодами белого света с регулируемым постоянным током __

Источник тока с малыми накладными расходами – Эта схема имеет очень низкие накладные расходы, всего 120 мкА, и большая часть из них – это транзисторная база. В качестве источника опорного напряжения используется только ток 20 мкА. Кроме того, схема предназначена для насыщения, если это необходимо, для поддержания выходного тока. Верхний ток быстро __ Разработан Эндрю Р.Моррис

NMH / NiCd 6v Battery Tester – я разработал эту схему для тестирования аккумуляторных батарей на шесть вольт в условиях постоянного тока. В соответствии с конструкцией схема прикладывает к аккумуляторной батарее нагрузку 10 А. На основном силовом транзисторе необходимо использовать радиатор. . . Hobby Circuit, разработанный Дэвидом А. Джонсоном P.E. – декабрь 2004 г.

Новый источник плавающего тока – 05/01/03 Идеи EDN-Design Одноразовые предложения частотная дискриминация На рисунке 1 показана схема поляризации, применимая к датчикам ISFET (ионно-чувствительный полевой транзистор).ISFET – это твердотельные химические датчики, которые измеряют значение pH раствора i__ Circuit Design, разработанное S Casans, AE Navarro и D Ramirez, Университет Валенсии, Бурхассот, Испания

Инжектор тока на один ампер

– я спроектировал и построил эту штуку много лет назад. Я опубликовал схему для хобби в ныне несуществующем журнале Radio Elecronics еще в 1992 году. Электронная схема подает ток в 1 ампер на любой неизвестный резистор с сопротивлением примерно до двух Ом. Два щелочных. . . Схема для хобби, разработанная Дэйвом Джонсоном П.E.-июль 2006 г.

Параллельные источники тока для более высокого выходного тока 300 мА – LT3092 можно легко подключить параллельно для более высоких выходов __ Linear Technology / Analog Devices App Note, 24 марта 2010 г.

Управляемый компьютером источник напряжения или тока – Если вы интересуетесь моделями самолетов и у вас есть капитал, то обязательно иметь листовку с радиоуправляемым электрическим парком. Самолет с дистанционным управлением весом менее 400 граммов плавает, как резиновые модели моей юности, и контакт с землей, похоже, не вызывает этого тошнотворного хруста __ Контакт: r dot p @ webone.com.au

Источник пикового тока

имеет высокое подавление – Идеи EDN-Design – 15.02.96 Каскадный источник тока пиковой нагрузки значительно улучшает регулирование выходного тока по сравнению с обычными источниками тока и источниками тока Видлара, но лишь незначительно увеличивает сложность схемы. Источники пикового тока – это источники с характеристической рабочей точкой, для которой выходной ток не зависит от входного тока. Рассмотрим схему на Рисунке 1a .__ Схема схемы Майкла Вятта, Honeywell Inc

Прецизионный токоприемник

стоит менее 20 долларов – 13.03.98 Идеи EDN-Design ПРИМЕЧАНИЕ : Файл содержит много схем, прокрутите, чтобы найти эту.Простая активная схема нагрузки для тока от 1 мА до 1 А и напряжения от 3 до 40 В. Разработка схемы Карлосом Барберисом, Bartek Technologies, Хаверхилл, Массачусетс

Прецизионный источник тока

– в неинвертирующей конфигурации усилителя может подаваться входное управляющее напряжение через резистор, связанный с заземлением. Это создает точное количество тока. Этот ток должен поглощаться внешними транзиторами, чтобы такое же количество тока протекало от земли и передавалось в цепь нагрузки с отрицательным питанием.__ Linear Technology / Analog Devices App Note, 21 июня 2011 г.

Прецизионный источник тока программируется программно – 17/12/04 EDN-Design Ideas С добавлением нескольких недорогих миниатюрных компонентов вчерашний проводной источник тока, управляемый напряжением, становится программно-программируемым источником тока, управляемым напряжением. (Рисунок 1). Цифровой потенциометр IC1 в сочетании с прецизионным операционным усилителем IC2 устанавливает ток через проходной транзистор ISET и шунтирующий регулятор IC3, обеспечивающий постоянное опорное напряжение на ___ Схема разработки Джо Нойбауэра, Maxim Integrated Products Inc, Саннивейл, США. CA

Прецизионный источник тока с опорным заземлением и управляемым напряжением – управляющее напряжение Vin преобразуется в заряд конденсатора, относящегося к земле.Этот заряд передается для создания дифференциального напряжения на резисторе программирования выходного тока. Затем выходной ток течет в заземленную нагрузку для прецизионной одинарной цепи питания без необходимости напряжения __ Linear Technology / Analog Devices App Note, 16 марта 2010 г.

Прецизионный двунаправленный источник тока с наноамперами – эта схема обеспечивает точный источник и отвод тока всего наноампер благодаря низкому входному току смещения CMOS. операционные усилители. Буферизованный дифференциальный усилитель и интегратор вынуждают напряжение на резисторе 10 Мегаом составлять 1/1000 входного управляющего напряжения в любой полярности.__ Linear Technology / Analog Devices App Note, 16 марта 2010 г.

Прецизионный программируемый источник тока использует две микросхемы – Идеи дизайна EDN 20.11.2015 Вот несколько идей проектирования программируемых источников тока, которые эффективно используют прецизионное согласование компонентов на кристалле __ Дизайн схемы Стефано Сальватори и Пьетро Олива

Прецизионный источник тока с управляемым напряжением

– Сверхточный инструментальный усилитель LTC2053 сконфигурирован для управления падением напряжения на измерительном резисторе R в соответствии с командой VC.Выходные возможности LTC2053 ограничивают эту базовую конфигурацию слаботочными приложениями. __ Linear Technology / Analog Devices App Note, 31 марта 2010 г.

Программируемый импульсный источник тока 1,5 А – LTC3600 представляет собой высокоэффективный монолитный синхронный понижающий стабилизатор, выход которого программируется с помощью всего одного внешнего резистора. Точный внутренний источник тока 50 мкА на выводе ISET позволяет использовать один внешний резистор для программирования выходного напряжения в диапазоне от 0 В до 0.На 5В ниже VIN. Заметка о приложении VOUT __ Linear Technology / Analog Devices, 16 января 2012 г.

Драйвер инфракрасного диода пониженной мощности – Инфракрасные светодиоды могут использоваться в качестве непрерывно действующих лучей света. Обнаружение разрыва пути света между источником и фотодиодным приемником часто используется в системах безопасности и сигнализации. Чтобы продлить время работы источника света, диод проводит минимально необходимый ток, в данном случае 10 мА. Контроль над обязанностями __ Linear Technology / Analog Devices App Note, 16 марта 2010 г.

Reference стабилизирует экспоненциальный ток – 25/10/01 Идеи EDN-Design В антилогарифмическом преобразователе разница между базовыми напряжениями двух транзисторов устанавливает соотношение их коллекторных токов. Использование согласованных транзисторов уравновешивает температурный коэффициент первого порядка, но оставляет коэффициент усиления, зависящий от температуры, q / kT.В классических схемах антилогарифмической защиты используется термистор в схеме привода для исправления этой температурной зависимости __ Разработка схемы Томом Напье, Северный Уэльс, Пенсильвания

Регулятор

может быть источником и потребителем тока – 12/07/95 Идеи разработки EDN Хотя положительный стабилизатор питания обычно действует исключительно как источник тока, в некоторых приложениях требуется как источник, так и сток. Для этих применений семейство стабилизаторов с малым падением напряжения Linear Technologys LT1118 может подавать и потреблять до 800 и 4__. Разработка контура Билла Швебера Linear Technology Corp, Милпитас, Калифорния.

Схема

поддерживает постоянное потребление тока – 04/12/01 Идеи дизайна EDN Иногда полезно поддерживать постоянное общее потребление тока электронным устройством. Например, большой семисегментный дисплей потребляет почти нулевой ток, когда нет ни одного сегмента, до сотен миллиампер при полном освещении. __ Схемотехника Питера Гуттлера

Служит миллиомметром – 15.04.04 EDN-Design Ideas Когда я недавно отлаживал конструкцию, я обнаружил, что существует короткое замыкание между заземляющей пластиной и силовой пластиной.У меня не было доступа к миллиомметру или эквивалентному тестеру для обнаружения этого типа короткого замыкания. Итак, я зашел в Интернет, чтобы найти легко конструируемый миллиомметр __ Circuit Design от AM Hunt, Lancaster Hunt Systems Ltd, Shepperton, UK

Простые схемы источника тока и цепей-приемников имеют низкое значение T – 04.07.96 Идеи проектирования EDN Большинство цепей с источниками тока и приемниками либо просты, точны, либо имеют малое падение напряжения. Схемы на Рисунке 1 обладают преимуществом всех трех функций и также могут быть переключаемыми.Рисунок 1a был первоначально предназначен для стороны источника тока Н-образного моста для крутящих стержней космических аппаратов. Таким образом, нет необходимости в высоконадежных и радиационно стойких компонентах. __ Схема проектирования Карла Р. Андерсона, Ball Aerospace, Боулдер, штат Колорадо,

Испытания двухпозиционной нагрузки с постоянным током для простой схемы – Источники питания с низким током – 21.06.07 Идеи по дизайну EDN Вы можете использовать простую нагрузку постоянного тока с питанием от батареи 9 В для тестирования небольших источников питания при различных нагрузках. S Lo Giudice, STMicroelectronics, Шаумбург, Иллинойс

Светодиодный источник постоянного тока с простой схемой – Производители микросхем всегда придумывают все более совершенные микросхемы драйверов постоянного тока для светодиодов.Мы включили этот дизайн для тех из вас, кто предпочитает более дешевое и удобное решение, необходимо зарегистрироваться на этом сайте __ Дизайн Опубликовано в Elecktor июль / август 2010 г.

Простая схема служит миллиомметром – 15.04.04 EDN-Design Ideas Когда я недавно отлаживал конструкцию, я обнаружил, что существует короткое замыкание между заземляющей пластиной и силовой пластиной. У меня не было доступа к миллиомметру или эквивалентному тестеру для обнаружения этого типа короткого замыкания. Итак, я зашел в Интернет, чтобы найти легко конструируемый миллиомметр __ Circuit Design от AM Hunt, Lancaster Hunt Systems Ltd, Shepperton, UK

Простая схема источника переменного напряжения – в сильноточном стабилизаторе ниже используется дополнительная обмотка или отдельный трансформатор для подачи питания на регулятор LM317, так что проходные транзисторы могут работать ближе к насыщению и повышать эффективность.Для хорошей эффективности напряжение на коллекторах двух параллельных транзисторов 2N3055 должно быть близко к выходному напряжению. Для LM317 требуется пара дополнительных вольт на входной стороне, плюс падение эмиттера / базы 3055, плюс все потери на уравнительных резисторах (0,1 Ом) (1 В при 10 А), поэтому отдельный трансформатор и схема выпрямителя / фильтра напряжение на несколько вольт выше выходного напряжения __ Разработано Биллом Боуденом

Простой источник постоянного тока – в этом простом источнике постоянного тока используется регулятор IC LM317.N. B. Распиновка микросхемы не является ошибкой, выход снят с регулировочного штифта. Я нашел эту схему для зарядки всех своих никель-кадмиевых батарей, и я использую механический световой таймер Kambrook (или его эквивалент) на 110 В переменного тока, чтобы рассчитать время заряда __ Дизайн Джона Нуйена

Simplify Classic V / I Converter – 20/01/00 Идеи проектирования EDN На рисунке 1 показан классический преобразователь напряжения в ток (V / I). Вы можете выбрать такие значения резистора, чтобы выходной ток в нагрузке R L изменялся только с входным напряжением V IN и не зависел от R L.Схема широко используется в промышленных приборах для подачи сигнала от 4 до 20 мА. __ Схемотехника Дадли Най

Источник тока с одинарным питанием

для платинового RTD – Прецизионный входной каскад с низким смещением LT1800 дает хорошее преимущество на рис. 5 Источник тока с одним источником питания для цепи платинового RTD. R4 и C1 стабилизируют схему, делая ее нечувствительной к характеристикам кабеля. Выходной сигнал составляет 1,00 В при 0 ° C, а его коэффициент усиления составляет 3,85 мВ / C. __ Примечания к приложению Linear Technology / Analog Devices, 2 июля 2012 г.

Повышающий / понижающий преобразователь

принимает входное напряжение от 2 до 16 В – 16.07.98 Идеи дизайна EDN (несколько схем в этом файле.Прокрутите, чтобы найти это) Схема на Рисунке 1 представляет собой недорогой повышающий / понижающий преобразователь постоянного / постоянного тока. По определению, его вход может находиться в диапазоне выше и ниже регулируемого напряжения. Схема включает простой импульсный повышающий преобразователь (IC1), который содержит компаратор, обычно используемый для обнаружения низкого напряжения батареи. __ Разработка схем Лучиана Бродогны и Луки Васалли / Maximin Integrated Products, Милан, Италия,

Повышающий / понижающий источник тока для зарядки аккумуляторов – 06.06.96 Идеи конструкции EDN Для зарядки аккумуляторов обычно предпочтительной топологией является высокоэффективная понижающая (понижающая) конфигурация.Однако другой подход необходим, если преобладают следующие условия: Напряжение питания ниже, чем у батареи __ Схема проектирования Майкла Киги, Maxim Integrated Products, Саннивейл, Калифорния

Импульсный (ШИМ) драйвер соленоида – это очень простая схема для сопряжения датчика токовой петли со входом, рассчитанным на напряжение, например, от стандартного потенциометра. Эта страница носит технический характер, поэтому заинтересованные лица могут построить схему самостоятельно, но 4QD также может предоставить интерфейс на плате размером с «почтовую марку» (22 мм x 27 мм), как показано на первой диаграмме.Это относительно тривиальная схема! __ Дизайн Ричарда Торренса

Импульсный стабилизатор

образует источник постоянного тока – 30.05.02 Идеи дизайна EDN Для многих приложений требуются источники тока, а не источники напряжения. Когда вам нужен сильноточный источник, использование линейного регулятора не рекомендуется из-за большого рассеивания мощности в последовательном резисторе. Чтобы решить проблему потери мощности, вы можете использовать импульсный регулятор. В схеме на Рисунке 1 используется регулируемый стабилизатор IC1 LM2576 __ Схема разработки Стефана Строжецкого, Институт телекоммуникаций, Быдгощ, Польша

Источник постоянного тока Switchmode – Работа шагового двигателя с постоянным (постоянным) напряжением питания приводит к ухудшению крутящего момента на высоких скоростях.Фактически, в таких условиях шаговые двигатели имеют тенденцию останавливаться на довольно низких скоростях. Для решения этой проблемы можно использовать несколько подходов, один из которых заключается в использовании источника постоянного тока вместо более __

Разработка высокоточного источника переменного тока для измерения смещений в нанометровом масштабе в механических системах

Для измерения динамики непрерывно движущейся цели на наномасштабном уровне, например дорожки качения подшипника или любого другого вибрирующего элемента, требуется бесконтактный измерение.Задача, которую легко выполнить с помощью емкостного пробника. Ток, протекающий через датчик, должен оставаться постоянным независимо от изменений выходного сопротивления датчиков. Таким образом, напряжение на датчике пропорционально расстоянию между датчиком и целью. Однако нельзя игнорировать высокий импеданс зонда по сравнению с выходным импедансом источника Howland. Чтобы решить эту проблему, мы разработали источник переменного тока, управляемый напряжением (VCCS).Новый дизайн состоит из реализации двух вложенных контуров и использования двух каскадных контроллеров, быстрого, но неточного внутреннего контура управления, настраиваемого медленным, но точным внешним контуром управления для получения высокоточного выходного переменного тока. Производительность этого устройства сравнивалась с улучшенным источником тока на четырех операционных усилителях (IQOA). Результаты, полученные в ходе численной проверки, подтверждают актуальность этого устройства.

1. Введение

Простым и точным способом измерения импеданса является подача постоянного переменного тока и измерение напряжения на нем.Хоуленд разработал первый источник тока на операционном усилителе в 1964 году [1]. С тех пор было разработано множество вариаций для его улучшения. (i) Усовершенствованный источник тока Howland (ii) Зеркальный модифицированный источник тока Howland (iii) Реализованный улучшенный источник тока (iv) Двойной источник тока на операционных усилителях (DOA)

Эти источники тока уже были изучены (см. [2–8] ).

Они широко используются в различных областях применения, таких как: (1) Медицинская область (a) Электроимпедансная томография (EIT) [9–12] (b) Система нейростимуляции [13–15] (c) Многочастотная электрическая биоимпеданс (MEB), также называемый импедансной спектроскопией [16–18]

В этих медицинских приложениях можно использовать источник переменного тока с широкополосной частотой (в диапазоне от 10 Гц до 10 МГц), а биоимпедансы довольно малы ( от 100 Ом до 1 МОм) по сравнению с выходным сопротивлением источника переменного тока (от 1 МОм до 50 МОм).(2) Механическое поле. Измерение динамики непрерывно движущейся цели в нанометровом масштабе, такой как внешняя дорожка или любой другой вибрирующий элемент, требует бесконтактного измерения. Емкостной датчик легко справится с этой задачей. Напряжение на конденсаторе пропорционально расстоянию между целью и датчиком, если через датчик протекает постоянный переменный ток. Эти датчики называются «емкостными датчиками линейных перемещений» [19–22]. В этих механических приложениях измерения труднее выполнить по следующим причинам: (i) Высокие импедансы этих датчиков составляют от 150 кОм до 15 МОм, поэтому ими нельзя больше пренебрегать по сравнению с выходным импедансом. (Ii) Небольшое изменение зазора вызывает значительное изменение импеданса зонда, что может вызвать изменение тока, протекающего через зонд. (Iii) Наконец, полоса пропускания источника тока должна быть достаточно большой (от 10 кГц до 100 кГц), чтобы соответствовать всем механическим приложениям (подшипник качения внутри станка, шпиндель, вращающийся с высокой скоростью, шпиндели дискового привода, высокоскоростные сверлильные шпиндели, измерения вибрации, и т.п.)

Для этих механических применений необходим источник тока, управляемый напряжением [23–29].

В этой статье мы кратко описываем подшипник качения, оборудованный 16 емкостными датчиками для измерения амплитуд и частот колебаний внешнего кольца. Рассматривая параметры операционных усилителей, сначала создадим аналитическую модель источника тока. Затем будет выполнено программное обеспечение для моделирования и моделирования PSPICE, чтобы проверить достоверность этой аналитической модели.Поскольку источник тока оказался недостаточно эффективным для измерения смещений в нанометровом масштабе, мы разработали источник тока, управляемый напряжением, который состоит из двух каскадных контроллеров, быстрого, но не точного внутреннего контура управления, регулируемого медленным, но точным внешним управлением. петлю, которая поможет нам получить высокоточный выходной переменный ток, который может достигать нескольких МГц. Наконец, мы представим характеристики этого устройства.

2. Измерение смещения Δd
avg

Подшипник качения SKF NU 210 ECP оснащен 16 емкостными датчиками (рис. 1).Для оценки амплитуды колебаний (рис. 2, уравнение (1)) дорожки качения подшипника [30] было проведено численное моделирование с помощью программного обеспечения ABAQUS:



Каждый датчик находится под плавающим напряжением, и подшипник качения подключен к общему напряжению. «Целевая область» – это поверхность кольца подшипника, расположенная под датчиком (рис. 3). Эта поверхность раскладывается на N элементарных участков. Емкость зонда равна сумме емкостей всех этих элементарных плоскостей ([31], уравнение (2)).


d avg определяется следующим образом: где θ – угловое положение тела качения под датчиком; F r – радиальная сила, передаваемая телом качения; A ​​ зонд – активная поверхность зонда, равная 5,6 мм 2 ; d avg, max = 3 мкм м; D 0 – начальный зазор, равный 0.05 ± 0,01 мм; и D 0 никогда не бывает одинаковым под каждым датчиком.

Тогда полное сопротивление зонда равно

Амплитуда напряжения зонда равно

Параметры остаются постоянными во время измерений и поэтому могут быть заменены константой: K зонд .

Когда ток остается постоянным, напряжение зонда изменяется пропорционально зазору. Соответственно, измерение смещения может быть дано с помощью

S зонд соответствует чувствительности зонда (мВ / мкм м).Более того, чтобы измерить шестнадцать смещений с одинаковой точностью, ток должен оставаться одинаковым через каждый зонд, даже если импедансы не равны.

3. Моделирование улучшенного источника тока с четырьмя ОУ (IQOA)

Преимущество этого улучшенного источника тока с четырьмя ОУ (IQOA) заключается в том, что он легко вставляется в контур управления с двумя входами (рис. 4). Чтобы представить лучшее качественное описание используемого источника Howland, мы включили диаграммы Боде для Z из ( f ) и I из ( f ).


Его эквивалентный импеданс Z out – это полное сопротивление, полученное на выводах A – B сети при напряжении источника В 1 и В 2 замкнуты накоротко. Его эквивалентный ток I out – это ток, полученный на клеммах A – B сети с короткозамкнутыми клеммами A – B. Мы принимаем во внимание следующие характеристики операционного усилителя: где A ​​ 0 – коэффициент усиления разомкнутого контура постоянного тока, f 0 – частота среза, Z в и Z с ⟶0 Ом.

Выходное сопротивление Z out определяется следующим образом (Рисунок 5):


Выходной ток I out определяется следующим образом (Рисунок 6): когда R G = 2 × R 2 ,


Эта аналитическая модель была подтверждена симуляциями PSPICE.

4. Источник тока, управляемый напряжением (VCCS)
4.1. Недостаточные характеристики источника питания

Наша цель – разработать электронное устройство, способное проводить измерения смещения в наномасштабе (≈ 10 нм).Для разрешения наномасштаба требуется

Более того, этот ток должен оставаться постоянным (форма сигнала, амплитуда и среднеквадратичное значение). Ток, подаваемый на зонд, задается соотношением

. Чтобы иметь большой ток I зонд , сопротивление R зонд должно быть небольшим, что означает, что полное сопротивление источника Z из уменьшится, и Z зонд больше не может быть пропущен по сравнению с Z из .

Это устройство должно использоваться в механических приложениях с высокой скоростью вращения (например, UGV и турбины). Для чего он должен работать на постоянной частоте 100 кГц (уравнение (13)). Когда,

Модуль тока, подаваемый на зонд, задается как

Относительное изменение тока, подаваемого на зонд, определяется как

Аналитическая модель была подтверждена проведенным моделированием PSPICE (показано на рисунке 7).


IQOA имеет сопоставимые характеристики с другими источниками Howland.Наиболее важным критерием является выбор операционных усилителей в зависимости от желаемых характеристик источника (таблица 1). Каким бы ни был выбор операционных усилителей, устройство недостаточно мощное, чтобы измерять смещения в наномасштабе.

4.2. Дизайн VCCS

Чтобы решить эту проблему, мы разработали источник тока, управляемый напряжением, который состоит из использования двух каскадных контроллеров, быстрого, но не точного внутреннего контура управления, настраиваемого медленным, но точным внешним контуром управления, используемым для получения высокоточного Выходной ток переменного тока (рисунок 8).Схема AD9834 представляет собой генератор синусоидальных сигналов с цифровым синтезом, что дает ему очень высокую стабильность по частоте, амплитуде и форме волны. Выходной ток определяется уравнением (16). Этот ток преобразуется в напряжение В 1 (уравнение (17)). Что касается напряжения, В 2 генерируется инструментальным усилителем AD620 (уравнение (18)).


Ток, подаваемый на зонд, определяется следующим образом:

Относительное изменение тока, подаваемого на зонд, определяется следующим образом:

R зонд = 600 кОм 908

f = 100 кГц, В 1 В 2 = 500 мВ Z датчик, макс. = 2 МОм
R 90 датчик = 100 кОм

Операционный усилитель TL081 OP249 OPA657 OPA655
± 15 ± 15 ± 5 ± 5
7.5 7,5 2,5 2,5
7,191 7,7 2,332 2,337
7,9 8,6 4,5 4,476
0,078 0,078 1020 144
1,333 1,56 3,51 47,4
1,335 1.568 1020 151,26
(аналитическая модель) 19,7 18,4 0,028 0,14
(PSPICE) 24 20,5 0,04 0,11

Рабочие характеристики приведены в таблице 2.

Если нам нужна высокая чувствительность, нам потребуется, чтобы значение датчика S было большим и постоянным.Ток, подаваемый на датчик, должен быть как можно большим и постоянным, независимо от значения датчика Z ( D ) . Текущий датчик I , макс. должен быть меньше I датчик, макс. = В CC / Z датчик, макс. пропитать компоненты.

4.3. Обсуждение результатов моделирования

Исследование моделирования предполагает, что только усилители OPA655 и OPA657 могут достичь цели.Ток меняется в зависимости от величины емкости конденсатора. Схема AD9834 представляет собой генератор синусоидальных сигналов с цифровым синтезом, что дает ему очень высокую стабильность по частоте, амплитуде и форме волны. На частоте 100 кГц К зонд постоянен. Таким образом, относительная неопределенность в отношении чувствительности датчика в основном связана с изменениями силы тока (уравнение 22).

В соответствии с уравнением (6) изменение амплитуды напряжения зондов определяется уравнением (21)

Следовательно,

Для улучшенного источника тока с четырьмя операционными усилителями (IQOA), независимо от выбора операционных усилителей, устройство недостаточно мощное, чтобы измерять смещения в наномасштабе.Действительно, относительное изменение тока составляет ≈ 0,04 % (для OPA657). При такой погрешности она слишком велика для измерения смещений порядка 10 нм.

Для источника тока, управляемого напряжением, относительная погрешность измерения смещений определяется следующим образом (Уравнение 23)

Разрешение устройства определяется уравнением 24:

Результаты, полученные с помощью аналитической модели, показывают, что Источник переменного тока, управляемый напряжением, подходит для измерения смещения дорожки качения в наномасштабе.Изменения тока уменьшаются, несмотря на большие колебания емкостных сопротивлений. Итак, ток можно считать постоянным, а значит и чувствительность ( S зонд ). Кроме того, несущая частота позволяет использовать это устройство на осях вращающихся машин с высокой скоростью.


f = 100 кГц 1,3 МОм ( D = 0,04 мм) < Z зонд ( D ) <2 МОм ( D = 0.06 мм)
R зонд = 100 кОм R зонд = 600 кОм
В 1 = 14,9 В

615 В 1


16 9 V

Операционный усилитель TL081 OP249 OPA657 OPA655
G 240 240 3 3
0 .145 0,145 2,073 2,073
0,28 0,28 4 4
0,024 0,021 0,0025 0,0148
S 906 зонд (мВ / мкм м) 3,32 3,32 47,5 47,5

Стабильность этого устройства может быть определена с помощью передаточной функции разомкнутого контура ( Уравнение (25), рисунок 9).


аппарат стабильный.

5. Заключение

В этой статье мы представили корпус подшипника, оборудованный емкостными датчиками, способными бесконтактным способом измерять амплитуду его кольцевых колебаний. Все эти емкостные датчики должны питаться одинаковым постоянным током, чтобы измерять смещение под каждым датчиком с одинаковой чувствительностью. Чтобы измерить каждое смещение в наномасштабном диапазоне, ток должен быть очень стабильным независимо от значений или вариаций импедансов зондов.Мы показали, что импеданс источника тока Хауленда не был достаточно большим по сравнению с импедансом зонда, и, таким образом, ток, подаваемый на зонд, изменялся в соответствии с импедансом этого зонда, что не позволяло нам выполнять измерения смещений на нанометровая шкала. Чтобы преодолеть эту проблему, мы разработали управляемый напряжением источник тока, состоящий из двух вложенных контуров: быстрый, но неточный внутренний контур управления, настраиваемый медленным, но точным внешним контуром управления, используемый для получения стабильного выходного переменного тока независимо от значения сопротивление нагрузки.Полученные результаты аналитической модели показали, что характеристики сконструированного устройства позволяют измерять амплитуду колебаний колец подшипников в наномасштабе. Более того, полоса пропускания этого устройства превышает 10 МГц, что позволило использовать его в других приложениях.

Доступность данных

Данные, использованные для подтверждения выводов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Эта работа была поддержана Société d’Accélération du Transfert de Technologies (SATT).

Познакомьтесь с идеями схем источника постоянного тока для вас

Вам нужен источник постоянного тока для светодиодов? Построить источник питания для схемы зарядного устройства.

Почему мы должны использовать эти схемы?

Представьте, что вашей нагрузке нужен фиксированный ток, например светодиоды. Мы не можем запитать его более 20 мА. Это может повредить светодиод.

Светодиод должен иметь постоянный ток и напряжение.Как обычно, к нему прилагаем токоограничивающий резистор.

Но в некоторых случаях мы не можем его использовать. Потому что входное напряжение все время меняется. Мы должны сделать постоянный ток через светодиод.

Другие события при зарядке аккумулятора. Обычно требуется только фиксированный ток. Вам тоже нужны эти схемы.

Если не понимаете.

Давайте начнем учиться в 7 схемах ниже.

1 # FET Драйверы постоянного тока для светодиодных дисплеев с использованием BF256

Это схема драйверов постоянного тока на полевых транзисторах для управления светодиодным дисплеем, которая может использовать FET-BF256 вместо резистора.

Обычно при использовании светодиодного дисплея в любых цепях часто используют резистор для ограничения тока светодиода. Потому что легко и дешево.

Но это не лучший вариант, он идеален только для стабильного источника напряжения. Когда мы меняем источник напряжения, ток, протекающий через светодиод, также изменяется, что приводит к нестабильной яркости светодиода. Он может быть поврежден, по нему должен протекать постоянный ток.

Например, в схеме цифрового логического пробника, которую нам нужно проверить на тип TTL, использующий только 5 вольт, и на тип CMOS, широкий диапазон напряжения от 3 до 16 вольт.Когда нам нужен светодиод с такой стабильной яркостью, все источники напряжения.

У меня хороший способ. «Полевой транзистор» является обязательным, потому что, когда мы соединяем затвор и источник вместе, мы ставим его вместо резистора. Они похожи на рисунок ниже.

Использую номер: BF256 обычно используется как N-канальный усилитель RF (в частотах VHF / UHF), это малоразмерный полевой транзистор типа 92. Используйте при напряжении ниже 30 вольт. И посмотрите позиционный вывод (затвор, исток и сток) или вывод BF256 на рисунке.

И я тестирую это на макетной плате, как показано на видео ниже.Я использую блок питания… Регулируемый стабилизатор постоянного напряжения по схеме ic-7805. которые имеют выходное напряжение от 5 до 22 В. (Напряжение TTL и CMOS)

Сначала я регулирую напряжение на 5 В (см. На счетчике выше) В то же время я измеряю ток, протекающий через светодиод, имеет только 4,22 мА. (См. На счетчике справа) Но светодиод имеет нормальную яркость. Обычно светодиоду требуется ток 15 мА.

Затем я увеличиваю напряжение, пока ток будет стабильным, всего около 5 мА, а светодиоды также будут стабильной яркостью, поскольку нам нужны… счастливые схемы.

2 # Цепь постоянного тока с использованием светодиода

Это цепь постоянного тока с использованием светодиода. Обычно падение напряжения на светодиодах при прямом смещении составляет от 1,2 до 1,4 вольт в зависимости от типа светодиода, поскольку температурный коэффициент составляет -1,5 мВ на градус Цельсия. Что похоже на температурный коэффициент спая. между базой и эмиттером кремниевых транзисторов.

Из этого соотношения можно определить цепь постоянного тока без температурного коэффициента, как показано на Рисунке 1.


Схема постоянного тока с использованием светодиода

Из рисунка ток I течет через значение.

(U LED – U BE) / R

А так как температурный коэффициент транзистора и светодиода полностью смещен.

Таким образом, возникает температура. Это еще не влияет на протекающий ток.

3 # 7805 цепь постоянного тока

Мы также используем регулятор 7805 для создания цепи постоянного тока. Это простая схема зарядного устройства.

Рекомендуется: 7805 техническое описание и примеры схем

Или регулятор тока с использованием IC-7805.

Базовый стабилизатор тока или регулятор тока с использованием 7805

В таблице данных, если используется резистор-R1, пропускайте ток от вывода вывода IC к нагрузке.

Затем он также подключает токовый выход к заземлению.

Цепь внутри 7805 может поддерживать постоянный выходной ток.

Даже меняем любое входное напряжение. Но не забывайте, что он работает при входном напряжении 5 В.

Подробнее: о том, как найти R1 в любом случае.

4 # Прецизионный светодиодный регулятор с использованием LM337T

В качестве альтернативы можно использовать светодиод с источником питания с большим напряжением уровня.

Посмотрите на схему.

Светодиод LED1 будет получать стабильный ток. Некоторые называют прецизионной схемой регулятора светодиода с использованием LM337T.

Плюсы этой схемы в использовании нескольких деталей.

И вы должны использовать входное напряжение от -5В до -37В. Потому что эта микросхема – регулятор отрицательного напряжения.

Измените R2 для управления трендом (регулируемый (+/-) 15%).

Для R1: если получить от I LED1 = 1,5 В / R1, R2, например ILED1 = 15 мА, R1 = 100 Ом.

5 # Зарядное устройство со стабилизированным током, использующее LM723

Обычно в цепи зарядного устройства батареи используется способ получения стабилизированного тока или стабильного тока.Для этой схемы также интегральная схема LM723 и некоторые электронные детали с оценкой схемы R1 = 11 Ом для фиксированного тока 60 мА.

Мы можем найти значение R, полученное от R = 700 / I, и транзистор 2N3055 добавить для увеличения тока любовник на LM723, прочный получить, сделать потерю мощности для работы электричества только около 1,6 Вт. Для выходного напряжения необходимо около 7,5 В, затем выберите использовать только низкое напряжение батареи. Деталь другая, Друзья видят в схеме, пожалуйста, да.

6 # Безопасный источник постоянного тока

Посмотрите на схему ниже. Это безопасная схема источника постоянного тока, как она работает?

КМОП операционный усилитель (номер ICL 7611) управляет входным током через P-канальный силовой транзистор Hexfet (номер IRF 9520), а затем поддерживает постоянное напряжение на R1.
Поскольку они соединены последовательно, используйте общий ток I = VREF / R1, в то время как Vref, определяемый IC2, составляет 1,25 В.

Преимущество этой схемы:
1.Ток нагрузки ограничивается R1, когда нагрузка слишком велика.
2. На операционном усилителе и шестигранном транзисторе очень низкое служебное напряжение.

7 # Прецизионная схема стока тока

Это схема стока тока , в которой используется транзистор, Jfet и операционный усилитель LM101 IC, что обеспечивает высокую точность.

Биполярные 2N5457 Jfet и PN2222 обычно имеют высокий выходной импеданс.
R1 используется в качестве резистора, считывающего ток, для обеспечения обратной связи операционному усилителю LM101 , который обеспечивает большое значение петлевого усиления для отрицательной обратной связи, чтобы улучшить реальную природу стока тока.
Значение Iout – Vin / R1, на Vin больше 0 В.
Для малых значений тока резистор 10K и PN2222 могут быть отключены, если источник Jfet подключен к R1.

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

Как сделать источник постоянного тока

Я не понимаю текущие источники! Батареи являются источниками напряжения, но как реально реализовать текущий источник?

Вот схема источника тока, в которой используется операционный усилитель: –

Этот тип источника тока основан на приложении Vset к неинвертирующему входу операционного усилителя.Из-за того, что операционный усилитель имеет большое усиление без обратной связи, можно разумно считать, что инвертирующий вход имеет то же напряжение, что и неинвертирующий вход. Операционный усилитель достигает этого с помощью отрицательной обратной связи – его выход управляет транзистором до тех пор, пока напряжение на Rset не станет равным Vin. Следовательно ток на выходе из коллектора: –

I = \ $ \ dfrac {Vset} {Rset} \ $

Существует еще много типов источников тока, дающих аналогичные результаты, НО сопротивление нагрузки должно находиться в ограниченном диапазоне. Нулевое сопротивление – это нормально, но попытка протолкнуть 1 мА через резистор 10 кОм при питании 5 В не сработает.

На вашем изображении Iref может поступать откуда угодно – от внешнего сигнала или от резистора, подключенного к источнику питания – ток I ref легко вычисляется, потому что M1 действует как низкоомный импеданс с падением напряжения на нем – лучше посмотреть на эквивалентная схема BJT, потому что падение напряжения явно “0,7 В”, когда база подключена к коллектору.

Реализация этого текущего зеркала основана на том факте, что V DD является постоянным, резистор имеет известное значение, а V GS будет иметь постоянную рабочую точку, которую вы можете получить из таблицы данных (или экспериментально).

Зная, что V DD и V GS постоянны, вы можете рассчитать ток в левой ветви по закону Ома. Тогда, если оба транзистора близко согласованы, токи в обеих ветвях будут одинаковыми. Обратите внимание: что бы вы ни делали в правой ветви, это никак не повлияет на ток в левой ветви.

В какой-то момент, если вы хотите иметь источник тока, фиксированный в мкА, вам понадобится первичный источник напряжения или тока. Зеркало (как следует из его названия) просто отражает известный ток (может быть, выше или ниже, если вы параллельны транзисторам (изменяете геометрию транзистора) или вводите один или несколько эмиттерных резисторов, так что тогда это больше похоже на увеличительное зеркало).

В ИС (и за ее пределами) вы можете управлять всеми видами различных источников тока от одного эталонного тока, используя взвешенные зеркала и тому подобное, но вам все равно нужен этот ток. Некоторые ИС выводят этот узел на вывод, и вы подключаете резистор к Vcc или чему-то еще, чтобы все текущие зеркала в микросхеме масштабировались этим током (что более или менее стабильно, если Vcc >> 0,6 В).

Опорное напряжение и резистор – это своего рода опорный ток (хотя обратите внимание, что напряжение на входе токового зеркала не равно нулю и изменяется примерно на -2 мВ / ° C, поэтому оно не будет стабильным при изменении температуры, если только напряжение ссылка, которую вы используете, имеет соответствующую характеристику).

Один из способов получить опорное напряжение – это сделать опорную ширину запрещенной зоны, которая, естественно, составляет около 1,25 В, но может быть усилена до любого напряжения.

Одна из микросхем, которую стоит изучить, – это TI (урожденная Берр-Браун) REF200, типовая схема которой представлена ​​в таблице данных. Он имеет два двухконтактных источника / приемника тока 100 мкА +/- 0,5% и прецизионное токовое зеркало (полное токовое зеркало Вильсона с резисторами дегенерации эмиттера). Также см. AB165, который охватывает широкий спектр источников тока.

ВНЕДРЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ТЕКУЩИХ ИСТОЧНИКОВ И ПРИЕМНИКОВ ТОКА

HF6284_FinalPaper_2017-12-04_16.54.47_CIIRNJ

% PDF-1.4 % 2 0 obj >>>] / ON [71 0 R] / Order [] / RBGroups [] >> / OCGs [71 0 R 128 0 R] >> / Pages 3 0 R / Type / Catalog / ViewerPreferences 69 0 R >> эндобдж 127 0 объект > / Шрифт >>> / Поля 132 0 R >> эндобдж 70 0 объект > поток application / pdf

  • Администратор
  • HF6284_FinalPaper_2017-12-04_16.54.47_CIIRNJ
  • 2017-12-23T17: 32 + 08: 00pdfFactory Pro www.pdffactory.com2018-01-22T17: 48: 51 + 01: 002018-01-22T17: 48: 51 + 01: 00pdfFactory Pro 3.50 (Windows XP Professional) uuid: ae6641f1-223e-42a5-abfe-bd624aac3c65uuid: db05f9f4-dfcc-4687-b18b-64c9d633e4d6 конечный поток эндобдж 3 0 obj > эндобдж 69 0 объект > эндобдж 5 0 obj > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 13 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 33 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 37 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 52 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 54 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 189 0 объект > поток HTMo0WDlaJn / nXPtT 60797e + gsS {,% + ؂7_, I% ۄ EQD`Gē.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.