CN0151 利用DAC、运算放大器和MOSFET构建可编程电流源
恒流源-利用差动放大器AD8276 和运算放大器AD8603
公式 1 显示,图 1所示电路的主要误差源于内部电阻匹配、 R1的公差和负载电阻的公差。AD8276(B级)的最大增益误 差为 0.02%,AD8276(A级)的最大增益误差为 0.05%,该 电路的整体精度可以达到 0.02%。
同时,R1的精度也非常重要,其公差应达到 0.1%或更佳,此 误差可通过校准来消除。
CN-0099
电路笔记
输出电流值IO可通过下式计算:
AD8276 具有非常严格的电阻匹配,RF1/RG1 = RF2/RG2 = 1,因 此公式 1 可简化为:
AD8276 可以驱动 15 mA 以下的输出电流,而不需要外部晶 体管或 MOSFET。
图 2 所示为室温下采用AD8276A、AD8603 和 2N3904 的测试 结果。R1为 50 Ω,公差 0.1%。显然,实际输出与计算结果相 符。在所示数值范围内,测量结果与理想结果相差无几,不 超过 0.5%,平均误差低于R1公差限制的 0.1%。
电路的输出电流量IO受以下因素限制:运算放大器输入范围、 差动放大器输出范围以及差动放大器SENSE引脚电压范围。
根据图 1,必须满足以下三个条件:
1. VLOAD = IO × RLOAD必须在运算放大器AD8603 的输入范 围内。
2. VOUT = IO × (RLOAD + R1)必须在AD8276 SENSE引脚电压 范围内:2(−Vs) − 0.2 V至 2(+Vs) − 3 V。
电路笔记
CN-0099
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连接/参考器件
运算放大器实验原理 -回复
运算放大器实验原理-回复什么是运算放大器?运算放大器(Operational Amplifier,简称Op Amp)是一种电子器件,它是一种差模放大器。
它具有很高的增益和差模输入,能够将微弱的输入信号放大,是现代电子电路中常见的重要元件。
运算放大器实验原理简介运算放大器实验原理是研究和分析运算放大器的特性和性能的实验方法。
通过实验,我们可以观察到运算放大器的电压增益、输入阻抗、输出阻抗等参数,并对其运行特性进行分析。
运算放大器实验步骤及原理解析1. 实验材料准备:首先准备好所需的实验材料,包括运算放大器芯片、直流电源、函数发生器、电阻、电容等元件。
2. 搭建实验电路:根据实验需求,搭建运算放大器实验电路。
常见的运算放大器实验电路包括非反相放大器、反相放大器、总反馈放大器等。
不同的电路结构会导致不同的电路特性和性能。
3. 进行实验测量:将所需的输入信号连接到运算放大器电路的输入端,使用示波器等仪器测量输出信号。
可以调节函数发生器的频率、幅度等参数,观察输出信号的变化。
同时,还可以通过改变电路中的电阻、电容等元件的数值,观察电路特性的变化。
4. 实验数据分析:根据实验测量结果,计算运算放大器的电压增益、输入阻抗、输出阻抗等参数。
通过对数据的分析,可以进一步理解运算放大器的工作原理和特性。
5. 结果比较与总结:将实验测得的数据与理论值进行比较,分析实验结果与理论值之间的差异。
总结实验结果,讨论实验中可能的误差来源和改进的方法。
运算放大器实验原理的应用1. 信号放大:运算放大器广泛应用于信号放大领域。
通过调节运算放大器的电路参数,可以实现不同的放大倍数和频率响应,满足不同的信号放大需求。
2. 滤波器设计:运算放大器可以构成各种滤波器电路,包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
通过调节电路参数,可以实现对特定频率信号的滤波效果。
3. 运算器:运算放大器还可以被用作运算器,实现各种数学运算,如加法、减法、乘法、积分等。
ADI实验室电路-如何利用乘法DAC和运算放大器提供可编程增益
ADI 实验室电路:如何利用乘法DAC 和运算放大器提
供可编程增益
电路功能与优势
本电路利用乘法DAC 和运算放大器提供可编程增益功能。
最大增益值和温度系数由外部电阻设置,可编程增益的分辨率由DAC 的分辨率设置。
图1:采用电流输出DAC 的可编程增益电路(原理示意图)
电路描述
图1 所示电路就是推荐用来提高电路增益的方法。
R1、R2 和R3 应具有相似的温度系数,但不必与DAC 的温度系数相匹配。
在要求增益大于1 的电路中,推荐使用这种方法。
增益为:
VOUT = −Gain &TImes; VIN &TImes; (D/2N)。
运放+mos管构成的恒流电路设计
运放+mos管构成的恒流电路设计
设计一个由运放和mos管构成的恒流电路可以通过控制mos
管的工作状态来实现恒定的电流输出。
以下是一个简单的基于运放和mos管的恒流电路设计:
1.选择一个合适的运放芯片,例如TL074或LM324。
这些芯
片是常见的一般用途运放芯片,适用于大多数应用。
2.选择一个合适的N沟道MOS管作为恒流源。
例如IRF540N
或IRFZ44N。
这些MOS管具有低导通电阻和较高的耐压能力。
3.将运放的非反向输入引脚连接到电压参考源,以提供参考电压。
4.将运放的输出引脚连接到MOS管的栅极引脚上。
5.将MOS管的漏极连接到负载电阻上,以提供所需的恒流输出。
6.将MOS管的源级连接到负电源上,以提供必要的电源。
7.调整运放的反馈网络以实现所需的电流输出水平。
可以使用
电阻、电容或电位器来设置反馈网络。
8.可以通过调整电压参考源来改变恒流输出的水平。
注意:要确保所选的运放和MOS管具有足够的功率和电流能
力来满足所需的输出要求。
电路中的元件和连接方式可以根据实际需求进行调整和优化。
利用DAC芯片和运算放大器构建可编程电流源
第34卷第#期机电产品开发与创新Vol.34,No.1 2021年1月Development&Iooo+atioo of Machinery&Electrical Products Jin.,2021文章编号:1002-6673(2021)01-032-03利用DAC芯片和运算放大器构建可编程电流源肖伟杰(中国兵器装备集团自动化研究所,四川绵阳621000)摘要:设计了一种高精度、可编程电流源$本文阐述了利用DAC芯片、运算放大器、晶体管和匹配电阻构建可编程电流源$论述了电流源的原理,并通过理论分析、软件模拟仿真及实际硬件电路应用都证明方案是合理可行的$关键词:DAC芯片;运算放大器;晶体管;匹配电阻;可编程电流源中图分类号:TB114.3文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1002-6673.2021.01.010Using DAC Chip and Operational Amplifier to Construct Programmable Current SourceXIA0Wei-Jie(Automation Research Institute of China South Industries Group Corporation,Mianyang Sichuan621000,China)Abstract:A high precision and programmable current source is designed.In this paper,a programmable current source is constructed by using DAC chip,operational amplifier,transistor and matching resistor.This paper discusses the principle of current source,and proves that the scheme is reasonable and feasible through theoretical analysis,software simulation and practical hardware circuit application. Keywords:DAC chip;Operational amplifier;Transistor;Matching resistance%Programmable current source0引言电流源,即理想电流源,是从实际电源抽象出来的一种模型叫其特点是输出电流不受电压和负载电阻变化而变化、直流等效电阻无穷大、交流等效电阻无穷大;其种类可分为可调电流源与脉冲电流源,输出电流可调的称为可调电流源,脉冲电流源电路采用高速场效应管实现对恒流源电流的复制和倍乘叫降低脉冲电流源输出负载对前级深度负反馈部分的影响,提高电路的稳定性,并利用模拟多路复用器对电流镜栅极的控制,将脉冲信号传递到脉冲电流中,从而输出脉冲电流。
集成电路运算放大器中的电流源
= V oc = 0 , K CMR = Avd → ∞ Avc
≈ 81 ⋅ 2 ⋅ 4050 = 656MΩ
Ric = r be + (1 + β )2 R EE
V ic
Avc
例2: :
2. 单出-(双入或单入): (1)差模特性:
R
id
= r be + (1 + β ) RW 2
= 1.3 + 81 ⋅ 0.025 ≈ 3.3kΩ
镜象电流源
IR
是稳定的,故输出电流 I C 2 也是稳定的。
二、精密镜象电流源
精密镜象电流源和普通镜象电流源相比,其 镜象精度提高了β 倍。
电路中增加了T3 管,
∵ I C 2 = I C 1 = I REF − I B 3 = I REF − 2 I B (1 + β3 )
IB3 比镜象电流源的2IB小 β3倍。因此IC2和IREF之间的 镜象精度提高了 (1 + β3 ) 倍。
集成电路电流源
一、镜象电流源
匹配, 三极管T1 、T2 匹配, β1 = β 2 = β VBE1 = VBE 2 = VBE , 则
IR = IC1 + 2 IB = IC2 + 2 IB 2 = I C 2 (1 + )
β
V CC − V BE 且 IR = , 当 β >> 2 时 , R I C 2 = I R , I C2 和 I R 是 镜 象 关 系 。 其中:基准电流
差分放大电路的组成
差分放大电路是由两个特性基本相同的三极管组成,电路 参数对称相等。 差分放大电路的静态和动态计算方法与基本放大电路基本相同。 静态分析 当输入信号为零时,即 vi1 = vi 2 = 0时,
dac运放原理
dac运放原理
运算放大器(Op-Amp)是一种模拟电路,具有广泛的应用,如信号放大、滤波、模拟计算等。
它基于差分放大器(Differential Amplifier)的原理,其输入端分为两个,输出端有一个。
差分放大器的原理如下:
1. 输入端:差分放大器有两个输入端,分别为输入信号的正负端。
当两个输入信号电压差值(V+ - V-)达到一定程度时,差分放大器可以放大这个差值。
2. 输出端:差分放大器的输出端电压与输入端电压差值成正比。
输出电压的表达式为:Vout = A * (V+ - V-),其中A为差分放大器的放大倍数。
3. 反馈:为了提高放大器的带宽和稳定性,差分放大器通常采用负反馈电路。
负反馈电路将输出信号的一部分反馈到输入端,与输入信号相减,从而实现对输入信号的放大。
4. 抑制噪声:差分放大器具有良好的抑制噪声能力。
因为噪声信号在两个输入端同时存在,差分放大器可以放大信号差值,从而抑制噪
声。
运算放大器在实际应用中,通常通过外部电路来实现不同的功能。
例如,在电压跟随器电路中,运算放大器的输出电压与输入电压相同,实现对输入信号的跟随;在电压放大器电路中,运算放大器放大输入电压,实现信号的放大。
总之,运算放大器(Op-Amp)基于差分放大器原理,具有广泛的应用和良好的性能。
了解其原理和应用有助于更好地利用这种重要的模拟电路。
用于视频DAC的电压参考和电流源混合方法[发明专利]
专利名称:用于视频DAC的电压参考和电流源混合方法专利类型:发明专利
发明人:徐用锡,金振国,金承烨
申请号:CN201580007522.7
申请日:20150206
公开号:CN105981091A
公开日:
20160928
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:一种布置集成电路中的部件的方法,包括:提供两个或更多个第一类型的电路单元并且提供两个或更多个第二类型的电路单元。
第一类型的电路单元被配置成结合第二类型的电路单元来操作。
方法还包括按照交替图案布置第一和第二类型的电路单元,使得每个第一类型的电路单元与至少一个第二类型的电路单元相邻。
交替图案可以是行和列的阵列并且可以在每个列中包括一个第一类型单元和一个第二类型单元的重复图案。
交替图案可以在每个列中包括一个第一类型的单元和两个第二类型的单元的重复图案。
申请人:寇平公司
地址:美国马萨诸塞州
国籍:US
代理机构:北京市金杜律师事务所
代理人:王茂华
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运算放大器和 mosfet 晶体管构成的恒流电路
运算放大器和 mosfet 晶体管构成的恒流电路标题:深度解析运算放大器和MOSFET晶体管构成的恒流电路摘要:恒流电路作为电子学中的重要概念,广泛应用于电源管理、传感器、仪器仪表等领域。
本文将深入探讨运算放大器和MOSFET晶体管构成的恒流电路,从基础原理到实际应用,全面解析其中的关键点,并分享个人观点和理解。
序号一:初识恒流电路在电子学中,恒流电路是一种能够保持恒定电流流动的电路。
它常常由运算放大器和MOSFET晶体管构成,通过负反馈来实现稳定的电流输出。
序号二:运算放大器的作用运算放大器是一种差分放大电路,具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特点。
在恒流电路中,运算放大器扮演着比较关键的角色,能够提供用于控制MOSFET晶体管的电压信号。
序号三:MOSFET晶体管的特性MOSFET晶体管是一种场效应晶体管,具有电压控制特性和高输入阻抗。
在恒流电路中,MOSFET晶体管负责实际的电流调节和稳定输出。
序号四:恒流电路的工作原理通过结合运算放大器和MOSFET晶体管,恒流电路能够在输入电压或负载变化时,自动调整输出电流,使得输出电流保持恒定。
序号五:实际应用与优缺点分析恒流电路在电源管理、传感器接口和仪器仪表中有着广泛应用,可以提供稳定的电流输出。
然而,也存在一定的功耗和线性度等方面的局限。
总结与展望:通过本文的深度解析,相信读者对于运算放大器和MOSFET晶体管构成的恒流电路有了更深入的理解。
在未来的实际应用中,我们需要充分考虑其优缺点,并结合具体场景做出合理的设计选择和优化。
个人观点与理解:作为一种重要的电子学概念,恒流电路在现代电子产品中有着广泛的应用。
通过不断深入学习和实践,我对于恒流电路的原理和设计有了更清晰的认识。
在未来的工程设计中,我将继续注重对恒流电路的研究,以更好地应用于实际场景中。
(以上内容仅供参考,具体文章内容还需要根据主题进行深入拓展和撰写。
)恒流电路作为电子学中的重要概念,在现代电子产品中发挥着至关重要的作用。
dac原理 数字等效面积
dac原理数字等效面积
DAC是一种将数字量转换为模拟量的电路,其基本思路是将输入的二进制数按其位权的大小先转换成与之成正比的电流量,然后将该电流再转换成模拟量电压输出。
DAC的核心部件是电阻网络、运算放大器和模拟开关。
数字量被存入寄存器中,每一位控制着一个模拟开关,模拟开关有两种可能的输出:或是接地,或是经电阻接基准电压源。
寄存器中的二进制数控制着模拟开关的输出,并将其送到加法网络。
二进制数码的每一位都有一定的“权”,网络将每位数码变成它的加权电流,并将各位的权电流加起来得到总电流,最后经过放大器放大后得到与之对应的模拟电压,实现数字量与模拟量的转换。
DAC在各种电子设备中得到了广泛应用,如音频设备、视频设备、通信系统等。
用DAC变换器设计数字可编程电流源
VOUT B:DAC B 电压输出。 DAC 7644 的输出电压由下式给出: VOUT=VREFL+(VREFH-VREFL)·/ 65536 式中 N 是数字输入码。 输出电流由下式给出: IOUT=[(VREFH-VREFL) / RSENSE]·[ProgrammedValue / 65536]+(VREFL/RSENSE) 根据图 1 的 4mA~20mA 电流输出配置,输出电流如下: IOUT=[[2.5V-0.5V / 125Ω]]·[ProgrammedValue / 65536]+[0.5V / 125Ω]
X X X X X X X X X X ↑ ↑ X X X X X X X X X X L H X
X X X X X X X ↑ H X X Write Write Write Write Read Read Read Read Hold Hold Hold Hold
Hold Hold Hold Hold Hold Hold Hold Hold Reset to Zero Reset to Midscate Write Input Write Input Write Input Write Input Read Input Read Input Read Input Read Input Update Hold Reset to Zero Reset to Midscate A B C
用 DAC 变换器设计数字可编程电流源
用 DAC 变换器设计数字可编程电流源 DAC7644(Burr-Brown 公司 16 位四电压输出 D/A 变换器)设计的 4~ 20mA 数字控制的电流源电路示于图 1。DAC7644 提供一差分基准输入以及 围绕输出放大器的一开环配置。围绕输出放大器的开环配置允许把晶体管放 置在环路中实现一数字可编程的单向电电流源。差分基准也可利用于满标和 零标电流的编程。 表 1 DAC7644 逻辑真值表 A1 A0 R/W CS RST RSTSEL LOADDACS INPUT REGISTER MODE DAC
电流源DAC配合PIN二极管提供RF衰减及温度补偿
电流源DAC配合PIN二极管提供RF衰减及温度补偿PIN通常作为TV调谐器中的RF信号以及固定通信设备中宽带RF的可变衰减器。
这类二极管可以作为分立器件安装在板上,或集成到混合GaAs模块。
在高频段,PIN二极管的正向随着流过结增强而减小(图1)。
PIN二极管衰减器可采纳串联或并联配置结构。
串联衰减器(图2a)通常需要二极管的电流为10mA至20mA。
其衰减量为:20log(1+RPIN/2Z0)(单位dB)对于并联衰减器(图2b),要求的偏置电流通常为2mA至3mA。
并联衰减器的衰减量为:20log(1+Z0/2RPIN)(单位dB)系统控制器可通过调节二极管的电流转变衰减量。
有些系统可能需要举行温度补偿(图3),简化电路中,数字电位器IC 建立固定或可调偏置电平,热敏电阻提供温度输入。
这两个输入衔接到运算,产生的输出通过一个电阻驱动PIN二极管。
上述电路的实现并非那么容易。
热敏电阻的响应必需和PIN二极管匹配,同时偏置电流的变幻将转变PIN二极管的正向直流,进而引起偏置电流的非线性。
还可以采纳电压输出替代热敏电阻和数字电位器,对电路举行数字补偿,但这一办法无法消退二极管正向电压的影响。
更抱负的方法是采纳电流源DAC (抱负计划参考附录)。
图4电路还包括正交匹配并联衰减器和一对由DAC输出驱动的匹配PIN 二极管。
环境温度通过衔接到主机微控制器的模拟或数字举行测量,其中主机微控制器通过查找表(LUT)或算法举行温度补偿。
期望的衰减通过LUT或算法对DAC举行设置,从而给出了所需的PIN电流。
PIN 二极管的电流仅通过DAC设置,与二极管的正向电压以及线路中的其第1页共2页。
利用DAC 电流源
利用DAC、运算放大器和MOSFET晶体管构建多功能高精度可编程电流源(CN0151)下载PDF版本打印电路类型: 电流输出优化目标: 高精度, 高分辨率, 低成本应用: 仪器仪表, 过程控制电路功能与优势数字控制电流源在许多应用中至关重要,如电源管理、电磁阀控制、电机控制、阻抗测量、传感器激励和脉搏血氧仪等。
本文介绍三种利用DAC、运算放大器和MOSFET晶体管构建支持串行接口数字控制的电流源。
所选DAC为配有标准串行接口的高分辨率(14或16位)、低功耗CMOS。
16位DAC AD5543提供超紧凑(3 mm × 4.7 mm)的8引脚MSOP和8引脚SOIC两种封装。
14位DAC AD5446提供小型10引脚MSOP 封装。
这两款DAC均与大多数DSP接口标准兼容,而且兼容SPI、QSPI和MICROWIRE。
外部基准电压输入允许输出电平可以有许多变化,最高可达10 V。
器件组合实现了业界领先的小PC板面积、低成本、高分辨率特性。
三种设计均提供低风险解决方案,并使用业界标准器件。
电路描述所有三个电路的DAC都需要5 V单电源,运算放大器需要±15 V电源。
一些电路可能需要一个精确的外部基准电压源(参见教程MT-087)。
各电路均有两级。
第一级是输入级,由DAC和运算放大器构成。
第二级是N沟道MOSFET晶体管输出级(图1和图2),它响应发送至系统的数字字而提供电流。
如图1所示,电路的输入级由电流输出DAC (AD5446)和运算放大器(AD8510)构成。
它转换命令字并驱动晶体管,此外还调制施加于单电阻的电压。
命令字通过SPI接口发送。
图1. 使用电流输出DAC的电流源(未显示去耦和所有连接)输出级由N沟道MOSFET晶体管(NTE4153N)构成,它可提供高于运算放大器和单电阻输出的电流。
单电阻R1在电压施加于其引脚时产生电流。
晶体管调节该电流。
负载电流为:其中D为载入DAC数字字的小数表示。
基于双12位DAC的高精度直流电压电流源设计
引言在仪表校准中,希望直流电压源或电流源的精度与分辨率足够高,因为这是仪表能否校准好的关键所在。
然而,单纯使用单个DAC的方法不仅成本高,而且各项性能并不能得到保证,因此,本文提出了一种使用一个双通道DAC来实现高精度直流电压/电流源的方法,即一个通道实现高精度要求,另一个通道实现动态范围要求。
这样不仅节约了成本,精度也达到了要求。
系统设计实现设计的思路是先产生一个分辨率为0.02mV、动态范围为0~2.5V的标准电压信号Vstand,然后通过放大电路将该基本电压放大5倍,就可以得到0~12.5V、分辨率为0.1mV的直流电压,从而实现高精度的电压源。
而动态范围为0~20mA、分辨率为0.001mA的高精度电流源则是通过将Vstand接到场效应管的栅极来控制其漏极电流而得到。
因此,该设计中最核心的部分是标准电压信号Vstand的产生。
Vstand的产生本设计使用的是双12位DAC LTC1590。
Vstand的产生如图1所示。
图1 基本电压信号产生示意图D/A1、D/A2分别代表LTC1590中两个独立的、精度都为12位的DAC。
参考电压都采用AD780提供的2.5V电压。
D/A1用来提供粗调电压V1。
D/A2输出的电压V2经过衰减200倍后得到精调电压V2’’,中间所加的精密数字电位器起调节V2’’分辨率的作用,最后精调电压与粗调电压相加,便得到标准电压Vstand。
精密数字电位器采用的是8位256档的AD8400,设K为AD8400的调节比例(0≤K≤1),可以得到:V2‘=V2×K于是V1分辨率===0.61035(mV)≈0.61 (mV),V2‘‘分辨率=≈0.003K(mV)则V1= V1分辨率×N,V2‘‘= V2‘‘分辨率×M (N ,M为0~4096的整数)最终的输出电压V为V1、V2‘’之和放大5倍,于是有:V=5Vstand=(V1+ V2‘’)×5=(V1分辨率×N+ V2‘‘分辨率×M)×5由于V1是粗调电压,解决的是V的动态范围问题,而V的最小分辨率是由细调电压V2‘’决定的,所以:V的分辨率=V分辨率=5×V2‘‘分辨率=0.003K×5=0.015K(mV)由以上分析可知:使用这种方式得到的V的输出动态范围可以达到0~12.5V,而分辨率约为0.015K mV,若K=1(即不采用AD8400),0.015mV与0.1mV不构成整数倍关系,单纯的由程序控制不能达到0.1mV的分辨率要求。
DAC电路原理
MCS-51单片机的系统扩展技术(五)5 数——模转换接口在工作控制和智能化仪表中,通常由微型计算机进行实时控制及实时数据处理。
计算机所加工的信息总是数字量,而被控制或测量对象的有关参量往往是连续变化的模拟量,如温度、速度、压力等等,与此对应的电信号是模拟电信号。
计算机要处理这种信号,首先必须将模拟量转换成数字量,这一转换过程就是“模——数转换(A/D)”。
由计算机运算处理的结果(数字量)往往也需要转换为模拟量,以便控制对象,这一过程即为“数模转换”(D/A)。
A/D、D/A转换技术发展极为迅速,目前常用的A/D或D/A芯片种类也非常多,本教程介绍的是比较经典的一些芯片的用法,目的在于帮助读教掌握这类芯片接口的一般方法,以及进一步理解数字系统和模拟系统的区别。
当然,这些芯片本身也有一定的实用价值。
一、DAC电路原理D/A转换是将数字量信号转换成模拟量信号的过程。
D/A转换的方法比较多,这里仅举一种权电阻D/A转换法的方法,说明D/A转换的过程。
权电阻D/A转换电路实质上是一只反相求和放大器,图22是4位二进制D/A转换的示意图。
电路由权电阻、位切换开关、反馈电阻和运算放大器组成。
图22 D/A转换的原理权电阻的阻值按8:4:2:1的比例配置,按照运放的“虚地”原理,当开关D3-D0合上时,流经各权电阻的电流分别是V R/8R、V R/4R、V R/2R和V R/R。
其中V R为基准电压。
而这些电流是否存在则取决于开关的闭合状态。
输出电压则是:VO=-(D3/R+D2/2R+D1/4R+D0/8R)×V R×R F基中D3-D0是输入二进制的相应位,其取值根据通断分别为0或1。
显然,当D3-D0在0000-1111范围内变化时,输出电压也随这发生变化,这样,数字量的变化就转化成了电压(模拟量)的变化了。
这里,由于仅有4位开关,所以这种变化是很粗糙的,从输出电压为0到输出电压为最高值仅有16档。
用DAC设计数字可编程电流源
用DAC设计数字可编程电流源
佚名
【期刊名称】《电子产品世界》
【年(卷),期】1999(000)011
【总页数】1页(P41)
【正文语种】中文
【中图分类】TN79
【相关文献】
1.用于高速DDS中电流舵DAC的基准电流源设计 [J], 胡杏;周启才;陶建中
2.基于晶体管电流源的1比特DAC设计 [J], 焦鹏;吴虹;刘玉清;李子彧;陈乐
3.利用DAC芯片和运算放大器构建可编程电流源 [J], 肖伟杰
4.基于电流源拆分均衡布局的14 bit 200 MS/s电流舵DAC设计 [J], 戴澜;江礼阳;韩小娟
5.基于数字信号处理器与复杂可编程逻辑器件的三相电流源型超导储能不间断电源及其控制策略 [J], 王付胜;刘小宁;王磊
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利用数字电位计AD5292构建30 V低成本DAC
利用数字电位计AD5292构建30 V低成本DAC(CN0111)电路功能与优势图1所示电路采用digi POT+系列数字电位计AD5292、双通道运算放大器ADA4091-2和基准电压源ADR512,提供一种低成本、高电压、单极性DAC。
该电路提供10位分辨率,输出电压范围为0 V至30 V,能够提供最高±20 mA的输出电流。
AD5292可以通过SPI兼容型串行接口编程。
图1:单极性DAC配置(原理示意图,未显示去耦和所有连接)AD5292具有±1%电阻容差,因而可以与外部分压器电阻R3和R4串联,如图2和图5所示,以构建一个在缩小的输出电压范围内提供10位分辨率的游标DAC;这可以起到提高DAC灵敏度的作用,类似于增加一个与电位计串联的电阻。
此外,AD5292内置一个20次可编程存储器,可以在上电时自定义输出电压V OUT。
本电路具有高精度、低噪声和低温度系数输出电压等特性,非常适合数字校准应用。
电路描述图1所示电路采用数字电位计AD5292、基准电压源ADR512和运算放大器ADA4091-2,提供一种10位、高压稳压器由低压基准电压源和后接的同相放大器组成,该放大器的增益由R1与R2的比值决定。
1.200 V 基准电压源ADR512具有低温度漂移、高精度和超低噪声性能。
确保ADR512最小工作电流的最大电阻值由公式1确定。
在图1和图2中,R BIAS电阻为12 kΩ,可将ADR512的偏置电流设置为2.4 mA。
图2:通过缩小输出电压范围并利用游标DAC来提高精度(原理示意图,未显示去耦和所有连接)ADA4091-2是一款运算放大器,具有低失调电压和轨到轨输出。
ADR512与ADA4091配合使用,可提供低温度系数和低噪声输出电压。
电阻R1和R2用来调整放大器的增益。
U1A的输出电压V1决定DAC的最大输出电压(V OUT)范围。
可以用公式2计算电阻值。
图1中,所选电阻值可提供23.1的增益和27.72 V的V1值。
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电路描述
所有三个电路的DAC都需要 5 V单电源,运算放大器需要±15 V电源。一些电路可能需要一个精确的外部基准电压源(参 见教程MT-087)。
各电路均有两级。第一级是输入级,由DAC和运算放大器构 成。第二级是N沟道MOSFET晶体管输出级(图 1和图 2), 它响应发送至系统的数字字而提供电流。
至于运算放大器,如果设计的输出信号范围相对较小,则 CMOS 放大器应当是合适的。如果需要高输入阻抗,FET 输 入运算放大器是不错的选择。无论何种情况,均需要精密放 大器来保持 14 位至 16 位精度。
数据手册和评估板
AD5446 Data Sheet AD5446 Evaluation Board AD5543 Data Sheet AD5543 Evaluation Board AD5553 Data Sheet AD5553 Evaluation Board AD8510 Data Sheet ADR425 Data Sheet ADR512 Data Sheet OP1177 Data Sheet
图 1. 使用电流输出 DAC 的电流源(未显示去耦和所有连接)
Rev.0 “Circuits from the Lab” from Analog Devices have been designed and built by Analog Devices engineers. Standard engineering practices have been employed in the design and construction of each circuit, and their function and performance have been tested and verified in a lab environment at room temperature. However, you are solely responsible for testing the circuit and determining its suitability and applicability for your use and application. Accordingly, in no event shall Analog Devices be liable for direct, indirect, special, incidental, consequential or punitive damages due to any cause whatsoever connected to the use of any “Circuit from the Lab”. (Continued on last page)
所选DAC为配有标准串行接口的高分辨率(14 或 16 位)、 低功耗CMOS。16 位DAC AD5543提供超紧凑(3 mm × 4.7 mm) 的 8 引脚MSOP和 8 引脚SOIC两种封装。14 位DAC AD5446提 供小型 10 引脚MSOP封装。这两款DAC均与大多数DSP接口 标准兼容,而且兼容SPI、QSPI和MICROWIRE。外部基准电 压输入允许输出电平可以有许多变化,最高可达 10 V。
14/16 位、高带宽、串行接口 DAC 精密、低噪声、低输入偏置电流运算 放大器
精密、低噪声 5 V/1.2 V 基准电压源
利用 DAC、运算放大器和 MOSFET 晶体管
构建多功能高精度可编程电流源
电路功能与优势
数字控制电流源在许多应用中至关重要,如电源管理、电磁 阀控制、电机控制、阻抗测量、传感器激励和脉搏血氧仪等。 本文介绍三种利用 DAC、运算放大器和 MOSFET 晶体管构 建支持串行接口数字控制的电流源。
当R1 = 150 kΩ、R2 = 15 kΩ、R3 = 50 Ω且VIN = 5 V时,ILOAD 可在 0 mA至 20 mA范围内进行编程,分辨率为 300 μA(16 位时的 1 LSB),而且该电路具有非常高的输出阻抗。 为了适当分开DAC与运算放大器并达到理想的性能,所有三 个电路都必须采用出色的布局、接地和去耦技术。(请参考 教程MT-031和MT-101)。
进一步阅读
MT-015 Tutorial, Basic DAC Architectures II: Binary DACs. Analog Devices. MT-031 Tutorial, Grounding Data Converters and Solving the Mystery of "AGND" and "DGND." Analog Devices. MT-087 Tutorial, Voltage References. Analog Devices. MT-101 Tutorial, Decoupling Techniques. Analog Devices. Voltage Reference Selection and Evaluation Wizard
电路笔记
CN-0151
第三个电路如图 3所示,它使用 16 位DAC AD5543作为输入 级,并使用Howland电流泵电路作为输出级。与MOSFET输出 相比,Howland电流泵有两个优势:高输出阻抗和提供双极性 输出电流的能力。为了提高稳定性,该电路一般是对称的。 因此,R1 = R1',R2 = R2',R3 = R3'。
修订历史
4/10—Revision 0: Initial Release
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电路笔记
负载电流为:
其中D为载入DAC数字字的小数表示。不过,RDAC >> R1(RDAC 标称值为 9 kΩ),因此负载电流可以近似表示为:
当R1 = 100 Ω且VIN = 5 V时,ILOAD可在 0 mA至 50 mA范围 内进行编程,分辨率为 3 μA(14 位时的 1 LSB)。输出电源 电压约为 20 V,受MOSFET晶体管击穿电压的限制。ADR425 是非常适用于本电路的 5 V低功耗精密基准电压源。 图 2 所示电路也使用AD5446 DAC。但是,此时该DAC在“反 向”或电压模式下工作,通过使用ADR512等 1.2 V基准电压 源提供电压输出。
如图 1所示,电路的输入级由电流输出DAC (AD5446)和运算 放大器(AD8510)构成。它转换命令字并驱动晶体管,此外还 调制施加于单电阻的电压。命令字通过SPI接口发送。
输出级由N沟道MOSFET晶体管(NTE4153N)构成,它可提供 高于运算放大器和单电阻输出的电流。单电阻R1 在电压施加 于其引脚时产生电流。晶体管调节该电流。
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电路笔记
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