提高ERT電流源帶負(fù)載能力的方法

　　3 改進(jìn)型ERT 激勵源及其帶負(fù)載能力測試

　　3.1 ERT電流源帶負(fù)載能力提高的原理

　　限制VCCS 帶負(fù)載能力提高的原因是隨著負(fù)載的增大運(yùn)算放大器的輸入或者輸出端口電壓超出了它們能夠承受的范圍。如圖3 所示,在± 15V 供電的情況下,AD620 參考端的最大參考電壓V ref= ± 13.4V,輸出電壓范圍為 Vo =-13.4V～13.5V,TL084 的輸入電壓范圍 V+ =Vcm= - 1 2 V～1 4 V ,輸出最大電壓為± 1 2 V ,即 Vr= ± 12V。

圖3 基于雙運(yùn)放的VCCS 改進(jìn)型電路。

　　通過增加反饋電路的方法對基于雙運(yùn)放傳統(tǒng)型VCCS 做了改進(jìn),提高其帶負(fù)載能力,改進(jìn)型電路如圖3所示,它與圖1 所示電路的區(qū)別就是增加了R1、R2 兩個反饋電阻。

　　下面從理論方面推導(dǎo)一下上述改進(jìn)型電路提高恒流源帶負(fù)載能力的原理,假設(shè)AD620 的增益G=1,根據(jù)放大器虛斷、虛短的概念得到:

　　由上面兩式消去 V r, 得：

　　選擇電阻時我們令 R1 = R2 ,得到：

　　所以在改進(jìn)的電路中：

　　未改進(jìn)之前電路中：

　　對比6 式和7 式可知, 在改進(jìn)型的電路中,放大器輸入輸出端及參考端的電壓得到了“均衡”的分配,傳統(tǒng)型電路中AD6 2 0 的輸出端電壓 Vo 和參考電壓r V 更容易達(dá)到飽和從而產(chǎn)生失真,影響了電路的帶負(fù)載能力。

　　3.2 改進(jìn)型ERT電流源帶負(fù)載能力測試

　　由式5 看出,改進(jìn)型電流源要產(chǎn)生與原來相同大小的電流,R3 需要減少一半,它作為AD620 的負(fù)載電阻不能太小,否則影響恒流特性。所以改進(jìn)型電路提高帶負(fù)載能力的前提條件是保證R3 不能使波形失真。圖3 中反饋電阻R1、R2 取值20K Ω,電流產(chǎn)生電阻R3 取200Ω, 采用同樣的測試條件和方法, 恒流特性測試數(shù)據(jù)如表2 所示。

表2 改進(jìn)型VCCS 恒流特性測試

圖4 改進(jìn)型VCCS 電流隨負(fù)載變化曲線。

　　根據(jù)測試數(shù)據(jù),改進(jìn)型恒流源電路的電流隨著負(fù)載電阻變化的變化曲線如圖4 所示, 從曲線可以看到, 當(dāng)負(fù)載大于16 91. 5 Ω后, 電流才有明顯變小趨勢。通過示波器觀察發(fā)現(xiàn)當(dāng)負(fù)載電阻大于1750 Ω時,AD620 輸出電壓V o 正弦波峰谷開始出現(xiàn)變形失真, 改進(jìn)型VCCS 的最大負(fù)載約為1750 Ω對比兩個恒流源電流隨負(fù)載變化的曲線可以看到,改進(jìn)型恒流源的確提高了帶負(fù)載能力。

　　4 結(jié)束語

　　本文介紹了一種提高ERT 傳統(tǒng)型雙運(yùn)放VCCS 帶負(fù)載能力的方法, 通過增加反饋電路, 使放大器各端口電壓得到更“均衡”的分配,提高了VCCS 帶負(fù)載能力。

　　由AD620 和TL084 組成的VCCS 測試數(shù)據(jù)表明,恒流源最大帶負(fù)載能力由原來的1200 Ω提高到1750 Ω。這種方法簡單實用,僅僅在傳統(tǒng)電路的基礎(chǔ)上增加了兩個反饋電阻,使VCCS 實用性更強(qiáng)。