如何選擇外部電阻減少接地負(fù)載電流源誤差

大多數(shù)情況下，R1 = R2 = R3 = R4，但RL ≠ R5，因此輸出電流如公式3所示。例如，在R5 = 100 Ω且RL = 500 Ω的情況下，圖2顯示電阻R1與電流精度之間的關(guān)系。要達(dá)到0.5%的電流精度，R1必須至少為40 kΩ。

圖2. R1與輸出電流精度之間的關(guān)系。

提示4：電阻容差影響電流精度

實際電阻從來都不是理想的，每個電阻都具有指定的容差。圖3顯示了示例電路，其中R1 = R2 = R3 = R4 = 100 kΩ，R5 = 100 Ω，而且RL = 500 Ω。在輸入電壓設(shè)置為0.1 V的情況下，輸出電流應(yīng)該為1 mA。表1顯示由于不同電阻容差而導(dǎo)致的輸出電流誤差。為達(dá)到0.5%的電流精度，請為R1/R2/R3/R4選擇0.01%的容差，為R5選擇0.1%的容差，為RL選擇5%的容差。0.01%容差的電阻成本昂貴，因此更好的選擇是使用集成差動放大器(例如 AD8276，它具有更好的電阻匹配，而且更加經(jīng)濟(jì)高效。

圖3.IOUT= 1 mA的示例電路。

表1. 最差情況輸出電流誤差(%)與電阻容差(%)

結(jié)論

在設(shè)計改進(jìn)型Howland電流源時，需要選擇外部電阻，使得輸出電流不受負(fù)載電阻的影響。電阻容差會影響精度，必須在精度和成本之間權(quán)衡考慮。放大器的失調(diào)電壓和失調(diào)電流也會影響精度。請查閱數(shù)據(jù)手冊，確定放大器是否滿足電路要求。可以使用Multisim進(jìn)行仿真，了確這些規(guī)格對精度產(chǎn)生的影響。集成差動放大器具有較低的失調(diào)電壓、失調(diào)電壓漂移、增益誤差和增益漂移，可以經(jīng)濟(jì)高效地 實現(xiàn)精確穩(wěn)定的電流源。