一步一步做个电流源..doc

看到坛子里很多人都要做电流源，本有意推个开源电流源，看了xynn的感叹，深感掌握原理的重要性。此次做个特殊的开源，不出套件，一步一步由基本原理开始，做个人人能掌握的电流源。坛友基本都接触过单片机，但由各贴而论，模拟基础不足。而数控电流源是经典竞赛题，看过很多题解，都是数字花哨，模拟简陋，似乎单片机就能搞一切。?其实里面很多内容和细节非常值得注意，几乎用到低频和直流的一切知识。?因此此次基本不涉及单片机，只讨论模拟部分。本贴内容每日更新。目标：一个有基本功能的能用的20V/100mA电流源，既可固定输出，又可用单片机步进控制。第一部分内容由/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=1680940bbs_page_no=1bbs_id=3044转过来，有部分修改：下图是易于实现数控的直流电流源。?假设运放有理想输出能力，如果输出电流100mA，采样电阻Rsample的大小取值有何讲究？?(原文件名:1.jpg)?如果Rsample过大，将导致：?1. 采样功率过高，对Rsample温度稳定要求高，因而成本呈指数提高。? ?解释：如果Rsample=1 Ohm，Vsample=1V，Psample=100mW，对于精密应用而言，电阻耗散100mW通常是难以接受的采样功率。2. RL上的电压动态范围减小，减小RL电阻上限。?但对运放和Vin调理电路的要求相应降低。?如果Rsample过小，将导致运放的种种误差显现：?1. VOS的漂移与Vin可比，造成输出电流误差。?? ?解释：Rsample=0.1 Ohm，Vsample=10mV，如果使用LM324，VOSmax=3mV，潜在直流误差30%；VOS/dTmax=30uV/C，10C温度变化引起潜在误差3%。2. 电路增益过高，运放噪声放大，RL上电压基本不变，造成RL上的电压噪声增大，导致RL上电流噪声增大。?3. 对运放要求提高，因而成本呈线性提高。?4. 对处理Vin的调理电路要求提高，因而提高成本。但对Rsample的要求相应降低。****************************************************************************************************************************** 电流源需要采样电流进行反馈，虽然也有其他方法采样，但最稳定也是最准确的方法仍然是电阻采样。 普及知识：用于采样的电阻功率至少大于采样功率20倍以上，才不致由于发热造成明显的漂移。 继续上次，100mA_级的电流是很常用的电流值，但对于电阻采样而言通常也是比较尴尬的电流值。 A_级的电流通常不要求太高准确度，使用分流器采样为主，只要功率足够即可。 mA/10mA_级的电流相对简单，由于不产生显著的采样功率，因此通常的精密金属膜电阻都可满足要求。 100mA_级的电流不大不小，用分流器没有这么大的阻值，用精密金属膜电阻没有这么大功率。 解决方法： 1. 降低采样电压，使用小阻值 2. 降低采样功率，同功率下，阻值尽量大 看似矛盾，其实很简单，并联多个精密金属膜电阻。 实例： 100mA，采样电阻4只12 Ohm 0.1% 1/4W 25ppmmax金属膜电阻并联，等效电阻3 Ohm，采样电压300mV，采样总功率30mW，每只电阻功率7.5mW。 采用这种方法需要在PCB上多下功夫，一定牢记铜也有电阻，而且铜本身可做温度传感器。 通常0.1%的精度不是必要的，但温度漂移一定要小。然而实际电阻产品的精度和漂移基本是对应的，买电阻时除了功率外一定着重询问。 此外，电阻出厂前经过老化最好，无老化的电阻通常便宜一些，但通电后几天内性能多少会有些变化。 本次成本： 12 Ohm 0.1% 1/4W 25ppmmax金属膜电阻 4只 单价0.50元，合计2.00元。 注意你的负载之一（电阻）*******************************************************************************************************************如果RL是纯电阻，基本可以分为以下2种情况：1. RLRsample：运放看到的增益约为1，如果运放单位增益不甚稳定，例如LF357，电路可能振荡。2. 对于某些运放，如LM1875，需要20倍以上增益才可稳定，此时要求RL=10Rsample。? ?否则，如下图所示，1/F与Aopen交点斜率差为40dB/DEC，电路将振荡。? ?为保证足够的相位裕量，通常要求