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运算放大器一般用于在工业流程操控、科学仪器和医疗设备等各种运用中发生高性能电流源。《模仿对话》1967年第1卷第1期上宣布的”单放大器电流源”介绍了几种电流源电路，它们能够供给经过起浮负载或接地负载的恒流。在压力变送器和气体探测器等工业运用中，这些电路广泛运用于供给4-mA至20-mA或0-mA至20-mA的电流。
图1所示的改善型Howland电流源十分受欢迎，因为它能够驱动接地负载。答应相对较高电流的晶体管能够用MOSFET替代，以便到达更高的电流。关于低本钱、低电流运用，能够去除晶体管，如《模仿对话》2009年第43卷第3期” 精细电流源的心脏：差动放大器”所述。
这种电流源的精度取决于放大器和电阻。本文介绍怎么挑选外部电阻以最大程度削减差错。
经过对改善型Howland电流源进行剖析，能够得出传递函数：
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(1) |
提示1：设置 R2 + R5 = R4
在公式1中，负载电阻影响输出电流，但假如咱们设置 R1 = R3 和 R2 + R5 = R4, 则方程简化为：
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(2) |
此处的输出电流仅仅R3, R4和 R5的函数。假如有抱负放大器，电阻容差将决议输出电流的精度。
提示2：设置 RL = n × R5
为削减器材库中的总电阻数，请设置 R1 = R2 = R3 = R4。现在，公式1简化为：
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(3) |
假如R5 = RL，则公式进一步简化为：
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(4) |
此处的输出电流仅取决于电阻 R5.
某些状况下，输入信号或许需求衰减。例如，在处理10 V输入信号且 R5 = 100 Ω的状况下，输出电流为100 mA。要取得20 mA的输出电流，请设置R1 = R3 = 5R2 = 5R4。现在，公式1简化为：
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假如 RL = 5R5 = 500 Ω, 则：
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(5) |
提示3： R1/R2/R3/R4 的值较大，能够改善电流精度
大多数状况下，R1 = R2 = R3 = R4,但RL ≠ R5，因而输出电流如公式3所示。例如，在R5 = 100 Ω 且RL = 500 Ω的状况下，图2显现电阻R1与电流精度之间的联系。要到达0.5%的电流精度，R1有必要至少为40 kΩ。
提示4：电阻容差影响电流精度
实践电阻历来都不是抱负的，每个电阻都具有指定的容差。图3显现了示例电路，其间 R1 = R2 = R3 = R4 = 100 kΩ, R5 = 100 Ω, 并且RL = 500 Ω.在输入电压设置为0.1 V的状况下，输出电流应该为1 mA。表1显现因为不同电阻容差而导致的输出电流差错。为到达0.5%的电流精度，请为R1/R2/R3/R4挑选0.01%的容差，为R5挑选0.1%的容差，为RL挑选5%的容差。0.01%容差的电阻本钱贵重，因而更好的挑选是运用集成差动放大器（例如 AD8276, 它具有更好的电阻匹配，并且愈加经济高效。
表1. 最差状况输出电流差错(%)与电阻容差(%)
| 电阻容差/ 电阻改变 |
5 | 1 | 0.5 | 0.1 | 0.05 | 0.01 | 0 |
| R1/R2/R3/R4 | 110.11 | 10.98 | 5.07 | 1.18 | 0.69 | 0.30 | 0.20 |
| R5 | 5.05 | 1.19 | 0.70 | 0.30 | 0.25 | 0.21 | 0.20 |
| RL | 0.21 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
定论
在规划改善型Howland电流源时，需求挑选外部电阻，使得输出电流不受负载电阻的影响。电阻容差会影响精度，有必要在精度和本钱之间权衡考虑。放大器的失调电压和失调电流也会影响精度。请查阅数据手册，确认放大器是否满意电路要求。能够运用Multisim进行仿真，了确这些标准对精度发生的影响。集成差动放大器具有较低的失调电压、失调电压漂移、增益差错和增益漂移，能够经济高效地 完成准确安稳的电流源.
参阅电路
Guo, David. Low-Power, Unity-Gain Difference Amplifier Implements Low-Cost Current Source , Analog Dialogue, Volume 45, Number 2, 2011.
Loe, James M. Grounded-load current source uses one operational amplifier, Analog Dialogue, Volume 1, Number 3, 1967.
Miller, Bill. Single Amplifier Current Sources, Analog Dialogue, Volume 1, Number 1, 1967.
Moghimi, Reza. Ways to Optimize the Performance of a Difference Amplifier, AN-589.
Zhao, Neil, Reem Malik, and Wenshuai Liao. Difference Amplifier Forms Heart of Precision Current Source, Analog Dialogue, Volume 43, Number 3, 2009.
