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完成可吸收和供给电流的运算放大器的规划

实现可吸收和提供电流的运算放大器的设计-当为电子设备作设计时(如传感器或放大器偏置供电或专用的波形发生器),可以把一个受控恒流源或接收电路作为很有用的构建模块。这些电路有很高的动态输出阻抗,在允许的顺从电压范围内可提供相对较大的电流。用一个运放和一个分立的外接晶体管就可以实现一个恒流电路,但也可以用一只运放和一些电阻器,设计出一个双极型的电流源或接收器(图1)。图1a至图1c的恒流接收电路在精度、动态阻抗和顺从范围之间作了各种折衷。

当为电子设备作设计时(如传感器放大器偏置供电或专用的波形发生器),能够把一个受控恒流源或接纳电路作为很有用的构建模块。这些电路有很高的动态输出阻抗,在答应的依从电压规模内可供给相对较大的电流。用一个运放和一个分立的外接晶体管就能够完成一个恒流电路,但也能够用一只运放和一些电阻器,规划出一个双极型的电流源或接纳器(图1)。图1a至图1c的恒流接纳电路在精度、动态阻抗和依从规模之间作了各种折衷。

完成可吸收和供给电流的运算放大器的规划

图1d中的电路是一个有简略反应结构的双极型电流源,优于常见的需求正反应和有多种输入阻抗的Howland电流泵。图1e是一个恒流源。所有这些电路的输出电流与输入电压之间都表现出极佳的线性关系。

图1a中的电路的输出含有一种不确定性,这是由于运放的静态电流会添加到核算的输出电流上。例如,在大多数使用中能够疏忽MAX4162运放约25mA的静态电流。图1b中的电路与之相似,但要从抱负的输出电流值中减去静态电流。图1c中的电路供给一个电流吸收器,它没有静态电流差错,而图1d中的电路则有一个依据输入电压极性而改变的双极型输出,即它能够吸收或供给电流。它的功能依赖于电阻器对R1、R2以及R3、R4的准确匹配,并能杰出地盯梢正、负电源电压。电源电压绝对值之间的任何差异都表现为 0V 输入电压上的一个偏移电流。为了不对电源电压变化发生灵敏,图1e中的电流源电路要求电阻器对R2、R3和R4、R5的准确匹配。

能够用下式核算图1中电路的输出电流。留意在这些比如中, RLOAD=100Ω。在图1a中,IOUT=-VIN/RLOAD+25mA;在图1b中,IOUT=-VIN/RLOAD-25mA;在图1c中,IOUT=-VIN/RLOAD;在图1d中,IOUT=-2×VIN/RLOAD;而在图1e中,IOUT=VIN/RLOAD。图1d电路的公式假定有完美的匹配,即R3=R4,R1=R2,而V+ = V-。它亦假定R4远远大于R1。

针对图1中五种电路每一种电路的一个固定输出电流值,图2显现了电路的动态阻抗和可用输出电压规模(电流依从型)。图形显现了一个5 mA的高额外输出电流,以更好地显现电流起伏规模的较高端。依据不同的使用,能够经过细心挑选运放和电阻器阻值,对每个电路的动态阻抗和电流规模进行优化。

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