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此恒流源电路的计算表达式怎么计算

时间:10-02 整理:3721RD 点击:

 这个恒流源电路Io的计算表达式怎么计算,求给出详细计算过程

这个电路并不复杂, R5 两段的电压反馈(或者说跟 Vin 加法) 就可以建立起方程了.

楼主您好!

1.这个图实际上是一个Hawland电流源。

2.上面的R2电阻是起到正反馈的作用,其意义在于使得负载上的电流均衡。你可以想想看,当负载电阻变大时,要维持恒流,运放输出的电压是不是应该变大?此时是不是应该有个反馈量使得运放的同相端电压略微抬升?

我再整理一下电流源的计算过程。一会儿整理出来之后告诉你。

楼主你好,以前我曾经写过一篇关于Hawland电流源的文章,供你参考:

    Howland电流源虽然简单,但是却是这几天我见过的最耐人寻味的电路之一。

 

    Howland电流源很早之前我就见过,但是当时却不知道这个电压转电流的电路居然还有个名字。最近在DAC8811的数据手册的应用电路部分(数据手册第11页),电路图如下所示:

    刚拿到这个电路图的时候,我很纳闷。为什么这个电路里面居然把反馈加载了同相端?

    假设一种极端情况,在Load负载电阻阻值较大的情况下(即忽略IL):

    同相端的反馈为150K/(150K+50+15K)×Vout=91%Vout。

    反相端的反馈为150K/(150K+15K+50K)Vout=70%Vout。

    也就是说 ,同相端的反馈比反相端的反馈力度还要大。

    这么说的话,这种电路,导致放大器工作在比开环更加严重的正反馈的状态下。在这样的情况下,放大器要么满幅输出,要么震荡。

    可是作为电流源,这种输出显然不是我们希望的。

    就在纳闷之时,一个学弟跑了过来,跟我们说,他看到ADI的一个数据手册上,R3’的值为50欧!

    我们恍然大悟:原来TI官方的数据手册也有有误的时候!

    如果把R3’改为50欧,那么整个电路就好理解了。

   

    此时,若暂时不关注LOAD,那么同相端以及反相端的电路几乎是一致的。而若考虑LOAD的因素,同相端的反馈则会小于反相端的反馈,运放会工作在线性放大区而非饱和区。

    我们把Datasheet中的电路简化,简化成这样一个电路:

    假设此时R1、R2、R3、R4之间存在如上图所示的比例,因为放大器工作在线性区,所以同相端反相端的电压应该是相等的,即满足虚短虚断的条件,假设同相端的电压为Vx,运放输出电压为Vo,则存在以下关系:

(V1-Vx)/R1 = (Vx-Vo)/R2

Vx/R3 + Vx/RL = (Vo-Vx)/R4

    把1式的Vo解出来,代入2式,并把2式的Vx/R3移到右边,即可得到

    因为R1R4=R2R3,所以可得RL上的电流为-V1/R3。

    神奇吧,最后得到的RL上的电流,仅与R3和输入电压有关,而且是线性关系。最重要的是,这个电流源不像其他的电流源。因为负载电阻可以直接接地,而且负载电阻上的电流可正可负,具体大小与正负由输入电压来决定。

    另外在网上还发现了其他形式的Howland电流源,其原理都一样,形式不同而已:

    1.一看配色就知道是凌特的电路:

    2.中间的Logo烦死个人:

 

    到了现在,再来回想一下为什么反馈要接在同相端:

    对于一个接地的负载而言,当电流越大的时候,越需要负载上的电压变大。若将“需要输入电压变大”这个信号量反馈到输入端,那么肯定是要反馈给同相端啦。所以,见到的所有的Howland电流源,应该都在运放的同相端上加了反馈。

楼主您好,Hawland电流源在很多器件的datasheet里面都出现过,如果经常阅读datasheet的话其实还是会看到的。

DAC8811、OPA564里面都有这种电流源设计的影子,另外在ADI的某款器件的datasheet里面也有该电路。

http://blog.csdn.net/sanga/article/details/78124896这个是我技术的,看看对不

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