電流源分析
電流源電路廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)中。電流，而不是電壓，被用來(lái)長(zhǎng)距離傳輸模擬測(cè)量。電流傳輸具有過(guò)電壓信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)。電流不受長(zhǎng)接線(xiàn)增加的電阻的影響。此外，電流信號(hào)不太容易受到電噪聲或電磁干擾(EMI)的影響。
電流源與電壓源比較
圖. 電壓負(fù)載并聯(lián) (a)，而電流負(fù)載串聯(lián) (b)
將負(fù)載并聯(lián)到電壓源會(huì)增加電流但不會(huì)改變電壓，除非總電流大于電源（發(fā)電機(jī)或電池）可以提供的電流。
如圖b所示，在電流源的示例中，負(fù)載是串聯(lián)添加的。如果添加額外的發(fā)光二極管(LED)，電阻就會(huì)發(fā)生變化。如果取下電機(jī)(換成短路)，電壓會(huì)改變，但電流不會(huì)改變。除非總負(fù)載電壓超過(guò)電流源所能提供的電壓，否則電流將保持恒定。
如何設(shè)計(jì)電流源？
下圖展示了一個(gè)簡(jiǎn)單的單晶體管電流源電路。
由于 NPN 晶體管的基極-發(fā)射極的壓降，發(fā)射極電壓比基極電壓 (Vb) 低約 0.7伏。發(fā)射極電流 Ie 等于 Ve/R。無(wú)論集電極上的電壓如何，集電極電流都是恒定的，大約等于 Ie。總的來(lái)說(shuō)，由于通過(guò)底座的電流很小，它大約會(huì)降低百分之一。
該電路有時(shí)被稱(chēng)為電流吸收器，因?yàn)樗鼜碾娫醇橙』蛭针娏鳌Ｒ獙⑵涓臑樵礃O，請(qǐng)將 NPN晶體管替換為PNP 晶體管并將電路倒過(guò)來(lái)，將負(fù)輸出連接到公共端。
如果 Vb 可變，則 Ie 和 Ic 將按比例變化。圖中還顯示了兩個(gè)可能的固定電壓源。如果電源電壓發(fā)生變化，則使用兩個(gè)電阻器的電阻器會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致電流發(fā)生變化。盡管電源電壓發(fā)生變化，齊納源仍將保持恒定。
0-5V輸入，0-5uA輸出的電流源。
第一級(jí)運(yùn)放選用的是超低失調(diào)電壓的單電源運(yùn)放OPA333。采樣放大選用的是高精度的單電源儀表放大器INA326。
電流源電路
電流源電路中的電流設(shè)定一般都是由鉗位住采樣電阻上的電壓來(lái)確定的。流過(guò)它的電流形成的電壓Vset=0.1V 經(jīng)儀表放大器放大后輸入到運(yùn)放的負(fù)向輸入端。
由于運(yùn)放“虛短”，則運(yùn)放會(huì)保持Vout_ina與Vin為同一電壓。這樣當(dāng)Vin變化時(shí)，Rset上的電壓也會(huì)等比例變化。從而受控的電流也是同比例變化。
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