測溫電路用恒流源制造技術

本發明專利技術涉及一種測溫電路用恒流源，包括DAC輸入模塊、第一加法器電路、差分輸入運算放大電路、第二加法器電路、反向放大電路和MOSFET開關電路；第一加法器電路的輸入端與差分輸入運算放大電路的輸出端、第二加法器電路的輸出端連接，輸出端與MOSFET的柵極連接；反向放大電路的輸入端與差分輸入運算放大電路的輸出端連接，輸出端與第二加法器電路的輸入端連接；DAC輸入模塊與第二加法器電路的輸入端連接；差分輸入運算放大電路的同向輸入端與MOSFET的源極連接，反向輸入端接地；差分輸入運算放大電路的同向輸入端與反向輸入端之間通過采樣電阻連接。本發明專利技術采用四個運算放大電路實現雙閉環雙反饋控制，實現精密的恒流輸出；響應速度快，通用性好。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及ー種恒流源，特別涉及一種測溫電路用恒流源。
技術介紹
控制信號測量的精度及信號傳輸的保真性和抗干擾性一直是備受關注的，這些問題解決的越好，控制的精確度越能得到保障，信號測量越能真實反映原信號的特征，更有助于對原信號所暴露的問題進行分析解決。在很多情況下，需要將電壓信號轉換成電流信號進行傳輸。由于恒流源比較穩定，能夠測到比較穩定的電壓值，Ptioo測溫電路一般均使用恒流源。PtlOO溫度傳感器典型測量電流為1mA，基于Pt電阻的特性，超過這個電流會因為電流熱效應影響測試結果。因此，PtlOO測溫電路的測量電路控制非常重要。在進行電壓電流信號轉換時用到一個最關鍵的器件就是運算放大器。運算放大器的性能直接影響到輸出信號的波形質量。運算放大器是由許多元件和部件構成的電路形式。這些元件和部件有的本身就是電抗元件，有的雖然不是電抗元件但實際上卻多少具有電抗成分。由于電抗的存在，會使放大器對于信號的不同頻率呈現不同的放大能力。實際的放大器，它的放大倍數只能保證在ー個頻率范圍內有比較均勻地放大。按照電子電路分析的通常判斷方法，在通頻帶的兩端，放大倍數低于中間頻段的0. 707倍(即-3dB)以外的頻率部分，我們可以認為不是有效的放大。這就限制了電壓電流轉換電路的頻率范圍，因此在應用電壓電流轉換電路時，必須滿足要求的響應時間、線性度和漂移等指標。現有技術中，開環恒流源電路克服不了溫漂，恒流會隨溫度變化，不夠穩定，測量結果的精度不高。而閉環調節一般是采用軟件方法，先測量電流大小，然后通過軟件計算方法來改變恒流的電流大小，響應速度慢，對算法要求高，算法參數不好就不容易穩定下來。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是為了克服現有技術中，應用電壓電流轉換電路的恒流源響應速度慢、精度不可控等不足，本專利技術提供ー種測溫電路用恒流源。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是ー種測溫電路用恒流源，包括DAC輸入模塊、第一級反饋電路、第二級反饋電路和開關電路；所述第一級反饋電路包括差分輸入運算放大電路和第一反向輸入加法器電路，所述第二級反饋電路包括第二反向輸入加法器電路和反向放大電路；所述第一反向輸入加法器電路的反向輸入端與所述差分輸入運算放大電路的輸出端、第二反向輸入加法器電路的輸出端連接；所述反向放大電路的輸入端與差分輸入運算放大電路的輸出端連接，輸出端與第ニ反向輸入加法器電路的輸入端連接；所述DAC輸入模塊與第二反向輸入加法器電路的輸入端連接；所述開關電路為MOSFET開關電路，所述第一反向輸入加法器電路的輸出端與MOSFET的柵極連接，所述MOSFET的源極接地，漏極為恒流源輸出ロ ；所述差分輸入運算放大電路的同向輸入端與MOSFET的源極連接，反向輸入端接地；所述差分輸入運算放大電路的同向輸入端與反向輸入端之間通過采樣電阻連接。第一反向輸入加法器電路包括第一運算放大器，所述第一運算放大器的反向輸入端與輸出端之間連接有互相并聯的第一電阻和第一電容，同向輸入端接地；差分輸入運算放大電路包括第二運算放大器，所述第二運算放大器的同向輸入端和反向輸入端分別通過第二電阻和第三電阻接地，反向輸入端通過第四電阻與輸出端連接；所述第二運算放大器的同向輸入端通過第十五電阻與MOSFET的源極連接；第二反向輸入加法器電路包括第三運算放大器，所述第三運算放大器的反向輸入端通過第五電阻與DAC輸入模塊連接，同向輸入端接地，反向輸入端與輸出端之間連接有互相串聯的第六電阻和第二電容；反向放大電路包括第四運算放大器，所述第四運算放大器的反向輸入端通過第七電阻與輸出端連接，同向輸入端接地，輸出端通過第八電阻與第三運算放大器的反向輸入端連接；所述第一運算放大器的反向輸入端依次通過第九電阻和第十電阻與第三運算放大器的輸出端連接，輸出端通過第十四電阻與所述MOSFET的柵極連接；所述第二運算放大器的輸出端分別通過第十一電阻和第十二電阻與第一運算放大器的反向輸入端和第四運算放大器的反向輸入端連接。為了保護M0SFET，所述MOSFET的柵極和源極之間連接有第十三電阻，當前端電路出現斷路吋，強制將柵極電壓下拉至低電平。本專利技術的有益效果是，本專利技術的測溫電路用恒流源，采用四個運算放大電路組成的硬件電路實現雙閉環雙反饋控制，最終實現由DAC輸入模塊輸出電壓來控制MOSFET的柵極電壓，從而控制MOSFET內阻 ，實現精密的恒流輸出；響應速度快，不僅可以滿足PtlOO測溫電路的精度要求，而且可以做成単獨的恒流源模塊，通用性好，使用方便。附圖說明下面結合附圖和實施例對本專利技術進ー步說明。圖1是本專利技術的測溫電路用恒流源最優實施例的電路原理圖。具體實施例方式現在結合附圖對本專利技術作進ー步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本專利技術的基本結構，因此其僅顯示與本專利技術有關的構成。如圖1所示，本專利技術的測溫電路用恒流源最優實施例的電路原理圖。包括DAC輸入模塊、第一級反饋電路、第二級反饋電路和開關電路；所述第一級反饋電路包括差分輸入運算放大電路和第一反向輸入加法器電路，所述第二級反饋電路包括第二反向輸入加法器電路和反向放大電路；所述第一反向輸入加法器電路的反向輸入端與所述差分輸入運算放大電路的輸出端、第二反向輸入加法器電路的輸出端連接；所述反向放大電路的輸入端與差分輸入運算放大電路的輸出端連接，輸出端與第ニ反向輸入加法器電路的輸入端連接；所述DAC輸入模塊與第二反向輸入加法器電路的輸入端連接；所述開關電路為包括N溝道增強型MOSFET的開關電路，采用IRF540N，當然，參數類似于IRF540N的其他MOSFET，特別是耐流能力達到要求，就可以使用。所述第一反向輸入加法器電路的輸出端與MOSFET的柵極連接，所述MOSFET的源極接地，漏極與+20V電壓連接，且為恒流源輸出口 ；所述差分輸入運算放大電路的同向輸入端與MOSFET的源極連接，反向輸入端接地；所述差分輸入運算放大電路的同向輸入端與反向輸入端之間通過采樣電阻R76連接。第一反向輸入加法器電路包括第一運算放大器AR6,第一運算放大器AR6的反向輸入端與輸出端之間連接有互相并聯的第一電阻R64和第一電容C61,同向輸入端接地；差分輸入運算放大電路包括第二運算放大器AR7，第二運算放大器AR7的同向輸入端和反向輸入端分別通過第二電阻R74和第三電阻R73接地，反向輸入端通過第四電阻R72與輸出端連接；第二運算放大器AR7的同向輸入端通過第十五電阻R75與MOSFET的源極連接；第二反向輸入加法器電路包括第三運算放大器AR2，第三運算放大器AR2的反向輸入端通過第五電阻R21與DAC輸入模塊連接，同向輸入端接地，反向輸入端與輸出端之間連接有互相串聯的第六電阻R22和第二電容C22 ；反向放大電路包括第四運算放大器AR3，第四運算放大器AR3的反向輸入端通過第七電阻R32與輸出端連接，同向輸入端接地，輸出端通過第八電阻R31與第三運算放大器AR2的反向輸入端連接；第一運算放大器AR6的反向輸入端依次通過第九電阻R62和第十電阻R23與第三運算放大器AR2的輸出端連接，輸出端通過第十四電阻R65與MOSFET的柵極連接；第ニ運算放大器AR7的輸出端分別通過第十一電阻R71和第十二電阻R33與第一運算放大器AR6本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種測溫電路用恒流源，其特征在于：包括DAC輸入模塊、第一級反饋電路、第二級反饋電路和開關電路；所述第一級反饋電路包括差分輸入運算放大電路和第一反向輸入加法器電路，所述第二級反饋電路包括第二反向輸入加法器電路和反向放大電路；所述第一反向輸入加法器電路的反向輸入端與所述差分輸入運算放大電路的輸出端、第二反向輸入加法器電路的輸出端連接；所述反向放大電路的輸入端與差分輸入運算放大電路的輸出端連接，輸出端與第二反向輸入加法器電路的輸入端連接；所述DAC輸入模塊與第二反向輸入加法器電路的輸入端連接；所述開關電路為MOSFET開關電路，所述第一反向輸入加法器電路的輸出端與MOSFET的柵極連接，所述MOSFET的源極接地，漏極為恒流源輸出口；所述差分輸入運算放大電路的同向輸入端與MOSFET的源極連接，反向輸入端接地；所述差分輸入運算放大電路的同向輸入端與反向輸入端之間通過采樣電阻（R76）連接。

【技術特征摘要】
1.一種測溫電路用恒流源，其特征在于包括DAC輸入模塊、第一級反饋電路、第二級反饋電路和開關電路；所述第一級反饋電路包括差分輸入運算放大電路和第一反向輸入加法器電路，所述第二級反饋電路包括第二反向輸入加法器電路和反向放大電路；所述第一反向輸入加法器電路的反向輸入端與所述差分輸入運算放大電路的輸出端、第二反向輸入加法器電路的輸出端連接； 所述反向放大電路的輸入端與差分輸入運算放大電路的輸出端連接，輸出端與第二反向輸入加法器電路的輸入端連接；所述DAC輸入模塊與第二反向輸入加法器電路的輸入端連接； 所述開關電路為MOSFET開關電路，所述第一反向輸入加法器電路的輸出端與MOSFET的柵極連接，所述MOSFET的源極接地，漏極為恒流源輸出口 ；所述差分輸入運算放大電路的同向輸入端與MOSFET的源極連接，反向輸入端接地；所述差分輸入運算放大電路的同向輸入端與反向輸入端之間通過采樣電阻(R76)連接。2.如權利要求1所述的測溫電路用恒流源，其特征在于 第一反向輸入加法器電路包括第一運算放大器(AR6)，所述第一運算放大器(AR6)的反向輸入端與輸出端之間連接有互相并聯的第一電阻(R64)和第一電容(C61),同向輸入端接地； 差分輸入運算放大電路包括第二運算放大器(AR7)，所述第二運算放大器(AR7)的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭劍鋒，王天成，儲開斌，
申請(專利權)人：常州大學，
類型：發明
國別省市：