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《基于豪蘭德電流源電路的精密壓控電流源.doc》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、基于V/I轉(zhuǎn)換電路的精密電流跟隨器設(shè)計(jì)杜磊，趙柏樹，陳笑風(fēng)（湖北大學(xué)物理學(xué)與電子技術(shù)學(xué)院，武漢）摘要：設(shè)計(jì)了一種基于V/I轉(zhuǎn)換電路的電流跟隨器，論述了電流跟隨器的原理。本文對一種常見形式的V/I轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行變形，得到一個存在一定系統(tǒng)誤差的電流跟隨器。通過對系統(tǒng)誤差的分析，針對誤差產(chǎn)生的主要因素提出了兩種基于不同思想、不同形式的改進(jìn)方案，得到兩種改進(jìn)型電路。理論推導(dǎo)、軟件仿真及實(shí)際硬件電路測試都證明方案是合理可行的。關(guān)鍵詞：V/I轉(zhuǎn)換電路；電流跟隨器；電流模電路；Multisim中圖分類號:TM919;TN710文獻(xiàn)標(biāo)識碼:ADesignofaPr
2、ecisionCurrentFollowerBasedonaV/IConvertingCircuitDuLei，ZhaoBaishu，ChenXiaofeng（FacultyofPhysicsandElectronics，HubeiUniversity，Wuhan，China）Abstract:ThearticledesignsacurrentfollowerbasedontheV/Iconvertingcircuitanddiscussestheprincipleofit.Itobtainsacurrentfollowerwhichhasace
3、rtainsystemerrorsbytransformingacommonformofV/Iconvertingcircuit.Throughtheanalysisofsystemerror,thearticleputsforwardtwoimprovementschemesbasedondifferentideas,gettingtwoimprovedcircuitsaccordingtothemainfactorsoferrors.Theoreticaldeducing,softwaresimulationandactualhardware
4、circuittestallprovethattheschemesarefeasible.Keywords：V/Iconvertingcircuit；currentfollower；current-modecircuit；Multisim1．引言電流傳送器自1968年提出來以后，以其獨(dú)特的電流傳輸特性廣泛應(yīng)用于電流放大器、電壓放大器、跨導(dǎo)放大器、電流源等有源電路的設(shè)計(jì)中,它已被證明是一種十分有用的電路積木塊[1]。電流傳輸器（CCII）是在電流模式電路中被廣泛采用的一種多功能模塊，它通常被應(yīng)用在有源濾波器、振蕩器等電路中[2]。但由于CCII的Ｘ
5、端存在寄生電阻使得Ｘ端到Ｙ端的電壓跟隨產(chǎn)生了較大的偏差，不能通過外加的偏置來調(diào)整參數(shù)。因此其應(yīng)用電路不具有電控性。Fabre等學(xué)者首次提出了電流控制第二代電流傳輸器（CCCII）[3]，電路采用雙極型晶體管實(shí)現(xiàn)了電路Ｘ端與Ｙ端電量精確定量傳輸。在這些以電流為處理對象（電流模電路）的應(yīng)用電路中，電流跟隨器模塊的精度至關(guān)重要。本文設(shè)計(jì)了一種基于V/I轉(zhuǎn)換電路的電流跟隨器原型，并對其改進(jìn)。先通過仿真手段研究變形電路及兩種改進(jìn)型電路的電流傳輸特性，再使用通用集成運(yùn)算放大器構(gòu)建實(shí)驗(yàn)測試電路，并給出仿真及實(shí)測的跟隨精度、輸出阻抗以及帶負(fù)載能力等數(shù)據(jù)。2．電流
6、跟隨器的原型設(shè)計(jì)圖1為一常見并且實(shí)用的V/I轉(zhuǎn)換電路也即是一種精度相對較好的電流源電路。設(shè)集成運(yùn)放為理想運(yùn)放，在圖1中，U1、U2均引入了負(fù)反饋，前者構(gòu)成同相求和運(yùn)算電路，后者構(gòu)成電壓跟隨器。圖1V/I轉(zhuǎn)換電路若取，則有：.（1）由(1)式可見，兩個集成運(yùn)放的有機(jī)組合構(gòu)造出一個精度比較高的電壓/電流轉(zhuǎn)換電路。由于電路系統(tǒng)中普遍存在對偶現(xiàn)象，如電壓與電流對偶，電容與電感對偶。既然兩個集成運(yùn)放有機(jī)組合構(gòu)建了電壓/電流轉(zhuǎn)換電路，那么必然存在由兩個集成運(yùn)放有機(jī)組合構(gòu)建的電流/電流轉(zhuǎn)換電路，即電流跟隨器。如圖2所示，即是一個本文設(shè)計(jì)的電流跟隨器的原型。圖2
7、電流跟隨器原型設(shè)集成運(yùn)放為理想運(yùn)放，在圖2中，根據(jù)虛斷和虛斷原理有、、、.又因（2）,（3）（4）由（2）、（3）、（4）式可以得到（5）當(dāng)、時，有（6）（5）和（6）式表明，圖2所示的電流跟隨器存在一定的誤差，當(dāng)精度要求不高時可以應(yīng)用。另外，當(dāng)R2和R0的值不等時，還可以構(gòu)成電流放大電路。圖2電路具有輸入阻抗低，輸出阻抗高，結(jié)構(gòu)相對簡單的特點(diǎn)。理論和實(shí)驗(yàn)表明，圖2所示電路中電阻的阻值要有合適的值，否則會使系統(tǒng)的輸入電阻過大，致使一般的電流源無法驅(qū)動電流跟隨器，或?qū)е抡`差增大，或影響帶負(fù)載能力。同時阻值不適，會使系統(tǒng)的正反饋過大，導(dǎo)致系統(tǒng)有自激震
8、蕩的可能。在Multisim10.0的環(huán)境下對圖2電路進(jìn)行仿真，并對實(shí)際搭建的電路（測試過程中集成運(yùn)放采用的是精密運(yùn)算放大器OP07）,
