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          一種高精度數(shù)控雙極性恒流源電路的設(shè)計(jì)

          —— Design of a Controllable and Bipolar Constant Current Source with High Precision
          作者:莊小利 北京康拓科技開發(fā)總公司 張曉琦 電信科學(xué)技術(shù)第十研究所 莊福利 新鄉(xiāng)市華星儀表儀器有限公司 時(shí)間:2010-04-19 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

            引言

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/108096.htm

            近年來,隨著計(jì)算機(jī)使用的普及,在實(shí)際的和控制中,特別是由計(jì)算機(jī)參與的測控過程中,往往是電路中不可缺少的組成部分。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展,測控技術(shù)在精度方面提出了更高要求。

            本文設(shè)計(jì)的電路主要由D/A芯片AD5542,基準(zhǔn)源芯片ADR433,運(yùn)放OP97和三極管來實(shí)現(xiàn)。

            系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

            該的系統(tǒng)框圖如圖1所示,它由總線端、數(shù)字隔離電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、V/I轉(zhuǎn)換電路組成。計(jì)算機(jī)通過總線傳送給D/A芯片碼值,D/A將碼值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓,然后通過V/I轉(zhuǎn)換電路將電壓轉(zhuǎn)換成電流,由于該D/A輸出的電壓是的,因此可以獲得雙極性的電流。

            D/A轉(zhuǎn)換電路

            數(shù)字隔離電路就是用專門的磁隔SI8440芯片來對計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字信號和D/A輸出的模擬信號進(jìn)行隔離。D/A轉(zhuǎn)換電路中的D/A芯片采用ADI公司的AD5542,這是一款單通道、16位、串行輸入、電壓輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換器,采用5V單電源供電;采用多功能三線式接口,并且與SPI、QSPI、MICROWIRE、DSP接口標(biāo)準(zhǔn)兼容;其具有±0.5LSB的積分非線性典型值,±0.5LSB的微分非線性為-1.5LSB的增益誤差,±0.1 ppm/℃的增益誤差的溫度系數(shù),±1 LSB的雙極性零點(diǎn)誤差,±0.2 ppm/℃的雙極性零點(diǎn)誤差的溫度系數(shù),-VREF~VREF的輸出電壓范圍,在常溫下無需進(jìn)行任何調(diào)整就可提供16位性能;其輸出不經(jīng)過緩沖,可降低功耗,并減少輸出緩沖所造成的失調(diào)誤差。

            設(shè)計(jì)的高精度數(shù)控恒流源的D/A轉(zhuǎn)換電路如圖2所示。

            ADR433作為D/A芯片AD5542的外部基準(zhǔn)源,其初始精度、噪聲和溫度系數(shù)直接決定了D/A輸出的精度。選用其系列的ADR433B,此芯片具有3.0V的輸出電壓, 0.05%的初始精度,1ppm/℃的溫度系數(shù),5ppm/V的輸入電壓調(diào)節(jié)率,15ppm/mA的負(fù)載調(diào)節(jié)率,3.75mVP-P的電壓噪聲,90nV/的電壓噪聲密度,40ppm的長期穩(wěn)定性。ADR433B的初始精度、噪聲和溫度系數(shù)保證了AD5542的16位分辨率和精度。

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