Hassas bir mevcut kaynak, laboratuvar elektroniklerinde temel bir bina bloğudur, mühendislere ve araştırmacıların yük direnişinde herhangi bir şekilde değişiklik yapmadan istikrarlı, doğru bir şekilde kontrol altına alınmasına olanak sağlar. Operasyonel yükselteçler (op ampsiyonlar) bu hassaslığa ulaşmak için şık bir yol sağlar, yüksek kazançlarını, düşük dengelemelerini ve yanlış anlamalarını sağlar.Bu makale, tasarım, inşaatı ve laboratuvar deneyleri için uyarılır ve tekrarlanabilir sonuçlar ve güvenilir performans sağlar.

Constant Current Sources'ı Anlamak

İdeal bir mevcut kaynak, terminalleri arasındaki gerilime bakılmaksızın belirtilen bir mevcut çıktıyı korur. Uygulamada, gerçek mevcut kaynaklar sonlu çıktı engellenmiş ve sınırlı bir uyumluluk gerilimi aralığına sahip olabilir. Çıktılar yük değişikliklerini nasıl iyi belirler; yüksek şarj edici veriler daha iyi sabit olmayan davranışlara sahiptir.

Temel ilke, mevcut durumu bir dirençle algılayın ve onu sürekli olarak dengelemek için olumsuz geri bildirimler kullanarak algılamayı içerir.Dönetici, şu anki baskıyı kullanarak, Ohm'in yasasının açık-loop kazanımı ile yapılır: I = V/R. Herhangi bir yük direnci, hassas ayarlar için baskıyı ayarlamak için af amplitüdünü ayarlayacaktır.[TFL:0)

[Dönem:0][Dönemli: ⁇ [Dönemli:2)[Dönemli: 4)

Uyum gerilimi V)pl[[Dönetici: 1 ), yük altındaki yükteki maksimum gerilim, V'nin tedarik rayları ve çıkış kapasitesi ile sınırlı olacaktır.[Dışlama kapasitesi, a & #177;15 V tedarik ve 10 mA mevcut 1 kΩ yük, yük, yük, yük, V[DDDD)

Neden Mevcut Kaynak Tasarımlarında Ops Excel

Operasyonel yükselteçler, birkaç anahtar özellik nedeniyle mevcut kaynak devreleri için idealdir:

  • [FONT:0) Yüksek açık-loop kazanır[Dönetici: 1) Bu, geri bildirim döngüsündeki hatayı en aza indirir, duyumdaki gerilimin tam olarak referansını takip eder.
  • [FONT:0) Düşük giriş gerilimi[[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜŞÜNÜDÜDÜSÜŞÜNÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜŞÜNÜDÜDÜŞÜNÜŞÜNÜDÜDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ
  • [FONT:0] Düşük giriş önyargısı mevcut[[Dönetici:0)[Dönetici:0) Düşük giriş önyargısı mevcut[Dönemli:0)[Dönemli girişler: FET-input op amps (e.g., TL071), doğruyu geliştirmek için uygun olmayan mevcuttu.
  • [FONT=0)Eksik sıcaklık stabilitesi[Dönetici: 1) - Birçok af amplifik, tekrarlanabilir laboratuvar ölçümleri için temel olarak geniş sıcaklık aralıkları üzerinde belirtilmiştir.
  • [FONT=0) Tasarım esnekliği[[DÜT:1) - Op ampler birden çok topolojide (örneğin, yüzen veya zeminli yük) farklı deneysel kurulumlara uygun olarak yapılandırılabilir.

Klasik LM741 temel demolar için yeterli olsa da, hassas laboratuvar daha modern cihazlardan fayda sağlar.Af amp seçimi güç tedariki geri alma oranı (PSR), ortak mod reddedilme oranı (CMRR), ve çıkış yolu kapasitesi. yüksek-side mevcut algılama için, bir fark yükseltici yapılandırması kullanılabilir, ancak temel topoloji burada yer alan bir yük.

Laboratuvar Performansı için Kompiyon Seçimi

Doğru bileşenleri seçmek istenen mevcut doğruluk ve istikrara ulaşmak için kritiktir. Her bir bileşen sürüklenmek, gürültü ve hoşgörü hataları azaltmak için seçilmelidir.

Operasyonel Ampirasyon

Genel amaçlı laboratuvar kullanımı için, [[DÜDÜT:0) TL071) .. daha yüksek çözünürlükte ve düşük gürültü ile girişler sunar.*[Dönetici:277[DDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞ

The Sense Diyalog

Bu anlamda direnici geri bildirim için mevcut olan gerilimi döndürür.Doğruluk doğrudan mevcut set noktasını etkiler. Düşük sıcaklık katla (örneğin, $ 1 veya daha iyi) ve daha sıkı tolerans (% 0.1 veya daha düşük) Metal folyo veya ince film direnişçiler tercih edilir. yüksek akımlar için, güç puanı yeterli olmalıdır; P = I² Dağıtımı hesaplamak için. Örneğin, 10 mA mevcut 10 mW veya daha düşük).

Referans Kaynağı

Referans gerilimi, mevcut kümesi belirler. istikrarlı bir referans önemlidir.Sürekli bir güç tedariki gibi hassas bir gerilim referansı kullanın:0).LM40) veya [[Dönetici:2)REF33xx[DDÜDÜDÜDÜDÜye Olmayanlar için, 10 & #956;Ftal tansiyon ve 0.1-xtr|p>

Güç Tedariki

Çoğu op amps, iki tedarik gerektirir (örneğin, $ 15 V) simetrik çıktı sallanan için. ancak, tek başına çalışan bir operasyon, düşük maliyetli cihazlarla mümkün. tedarik geriliminin dolmadan kaçınmak için uygun bir yük olduğundan daha yüksek olmasını sağlayın. Örneğin, a ±15 V tedarik yaklaşık bir uyum aralığına destek olabilir;13 V, af amplifiğe bağlı olarak.

Devre Tasarımı: Temel Current Source Topology

Mevcut kaynak yapılandırması, mevcut kaynak yapılandırması, doğrulanmamış girişte referans gerilimi eşitlemektir.Inverting input (VCCS)), geri bildirim döngüsünde bir duygu karşıtlığı kullanarak, referans gerilimine karşı girişte olan amplifiğe karşı verilen arsalar ile ilgili olarak verilir.

[Dönem:0][Dönemli: ⁇ [Dönemli:2)[Dönemli: 4)

Bu nedenle, doğruyu doğrulayan ve doğruyu doğrulayan bir şekilde, doğruyu doğrulayan bir şekilde, doğruyu doğruyu doğrulayana ve doğruyu doğruyu doğrulayana (ya da) doğruyu da doğrulayana kadar, doğruyu da doğruyu da doğruyu söyleyeceğiz.

Tasarım Örnek: 10 mA Precision Current Source

^ "[Dönetici: 1/01/2009]" (İngilizce) ^ "[değiştir | kaynağı değiştir][değiştir | kaynağı değiştir] ^ "[değiştir | kaynağı değiştir] ^ "[*|[değiştir | kaynağı değiştir]

Stability and Compensation

Mevcut kaynaklar kapasitif yükler veya parasitics nedeniyle salınım yapabilir. istikrar sağlamak için küçük bir direnç ekleyin (örneğin, 50-100 Ω) hissi direnç olmadan önce çıktı ile seride ve küçük bir kapasitör (örneğin, 10-100 pF) bir tazminat için girişin doğrulanması için.

Step-by-Step Construction Guide

Bir ekmek dolabı veya prototip kurulu üzerindeki devreyi oluşturun. Parasitik indükleme ve gürültüyü en aza indirmek için kısa, doğrudan kablo kullanın. af amplifeğinizin pinout (e.g., TL071 pinout: 1 dengeleme null, 2 inverting input, 3 V-, 5 unter, 6 çıktı, 7 V+, 8 NC).

  1. Artırılmış artırılmış güç pinleri: 7 to +15 V ve pin 4 to -15 V. 0.1 & #956;F, pins'e mümkün olduğunca yakın yere yerleşen her tedarik piminden, 10 & #956'a kadar, her tedarik raylarından kompres için zemine kadar elektrolizliyiği ekleyin.
  2. Güç tedarikinden bir gerilim bölmesi kullanıyorsanız, hassas direnişçiler (örneğin,% 0.1) kullanın ve yüklemeden kaçınmak için çıktıyı geri alın.
  3. İnverting girişine (pin 2), duygu direnç ve yükün kesişmeine.
  4. Bu anlamda direnici (100 Ω% 0.1,0 W) af amp çıkışı (pin 6) ve yük arasındaki.
  5. Yük direncine (örneğin 100 Ω 1 W) ilk test için beklenen dağıtımı ele geçirebilecek bir güç dirençli kullanın.
  6. Mevcut gücü uygulayın ve yükleme ile seride çokmeter kullanarak doğrulayın. Mevcut modda (örneğin, 200 mA aralığı) ayarlayın ve yükleme arasındaki seriyi ekleyin.
  7. Bir voltmetre ile karşı karşıya olan gerilimin ölçülmesi gerekir. V)ref) Direnç ve dengenin toleransı içinde.

[FONT:0]Troubleshooting:[Dönetici:[Dönetici) Mevcut beklenen gibi değilse, osiloskop ile çıktıdaki osilasyonları için kontrol edin.Resitic kapasitance. Add a 100 pF kapasitor from print to inverting input to stabilize etmek için. Ayrıca giriş yapmadan girişin düşük maliyetli bir şekilde kullanın.

Kalibrasyon ve Uyum

Doğru bir değere uygun olarak, referans gerilimi belirlemek için çok geri dönüşlü bir güçlü cihazı kullanın. Örneğin, 10 kΩ sabit bir V referans için (örneğin, LM40-2.5) için, SPI veya I² DAC için bir ekran görüntüsü gerekir.

Sıcaklık etkileri düşük sıcaklık katları ile bileşenleri seçerek en azalabilir. A amplitüd (tipik olarak <1 μV/°C) ve anlamlı direnç hataları ortadan kaldırmak için, özellikle düşük direnç değerleri için (örneğin, düşük basınç değeri için) katkıda bulunur.

Pratik Laboratuar Uygulamaları

Mevcut bir kaynak birçok laboratuvar deneylerinde vazgeçilmezdir. stabil, ayarlanabilir bir mevcut, geniş bir ölçüm için çok yönlü bir araç yapar.

  • [FONT=0]Üyetim ve karakterizasyon[[DÜT:1) - Sürekli ışık yoğunluğu ve verimliliği ölçmek için mevcut olan LED'ler. Devre, DAC'yi kullanarak ve ileri gerilim-süre ilişkisini kaydedebilir.
  • [FONT=0]Sensor önyargı[Dönetici] - Birçok sensörler (örneğin, fotodiodes) lineer çıktı için istikrarlı bir önyargı gerektirir. Örneğin, önyargı 100 μ kesin sıcaklık ölçümü için.
  • [FONT:0)Resistance sıcaklık algılaması (RTD) ölçüm) - RTD için geçerli olan mevcutlar, 100 & #937 için yeterince düşük olmalıdır (tipik olarak 1 mA).
  • [FONT=0)Electrokimya[[Dönetici][Dönetici] - Potentiostats ve galvanostats for Çevrim voltammetri, elektrokimya hücresini kullanmak için hassas mevcut kaynakları kullanır.
  • [FONT:0)Transistor eğriliği[[Dönetici: 1) - Bir eğri izi üzerinde koleksiyoner özelliklerini ölçmek için sürekli baz mevcut.
  • [FONT:0]Impedance spectroskop[Dönetici][Dönetici:0)[Döntilmiş bir AC veya DC akımı bir materyale enjekte etmek ve frekanstaki gerilim yanıtını ölçmek için mevcut bir kaynak kullanın.
  • [FONT:0] Mevcut metrenin Calibration of current metres) - Genrate mevcutları yüksek doğrulukla kalibre etmek için bilir.

Gelişmiş Performans için Gelişmiş Topolojiler

Daha talep edilen uygulamalar için, doğruyu geliştiren bu gelişmiş devreleri veya mevcut aralığı göz önünde bulundurun.

Howland Current Pump

Howland current Pump (ayrıca kontrollü bir mevcut kaynak olarak da bilinir), yüksek hassasiyetli bir yük ile dengeyi doğrudan zemine sahip olmayan bir yüke götürmek için kullanır.Bu topoloji çok yüksek (tipsiz olarak >10 MΩ) geniş bir frekans aralığı üzerinde. Devre, ortak nokta reddedilmesi için dört direnç gerektirir.

Geliştirilmiş Çıktılar Mevcut Discrete Transistors

Af amp'ın sürücü kapasitesinin (örneğin, >50 mA) ötesinde mevcut olan mevcut yüklere ulaşmak için, uygun olmayan bir yük devretme işlemine karşı çıkan bir işlemdir.Fordates the sense object object objectcenter in the spreadter (BJTs) or source (MOSFETs) veya kaynak (MOSFETs) yol ile 10 A'ya kadar devam edebilir.For the opuration the current loadcase.For example, using a 2N3055 power transist.

DACs ile Dijital Kontrol

Uygulamalı bir dijital-analog dönüştürücü (DAC) referans gerilimi programlayabilme. Mikrokontroller gerçek zamanlı olarak mevcut olanı ayarlayabilir, otomatik test dizilerini etkinleştirir. Düşük yük ve yüksek çözünürlükle bir DAC kullanın (örneğin, 16-bit) iyi kontrol için.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Accuracies ile hassas bir mevcut kaynak oluşturmak, laboratuvar deneyleri için çok yönlü bir araç sağlayan bir ödüllendirici bir projedir.Rekreasyon prensiplerini anlamak, kaliteli bileşenleri seçmek ve aşağıdaki ses inşaat uygulamaları, belirli ihtiyaçlarınıza göre bir mikrobiyallik elde edebilirsiniz.Eğer LED'leri karakterize etmek, önyargılı sensörleriniz veya elektrokimyasal ölçümler yapmak, iyi tasarlanmış bir kaynak, verilerinizin güvenilirliğini ve tekrarlanabilirliğini artırmak olacaktır.

Daha fazla okuma için, uygulama notlarını [[0)Mevcut kaynaklar üzerindeAnalog Cihazları ) ve )Texas Instruments'ın hassas mevcut kaynaklarına kılavuzluk) Ayrıca, [[Döneticileri:)Wikipedia makalesi sürekli mevcut kaynaklar üzerinde genel bir genel bir bakış sağlar.