運(yùn)算放大器通常用于在工業(yè)流程控制、科學(xué)儀器和醫(yī)療設(shè)備等各種應(yīng)用中產(chǎn)生高性能電流源?!赌M對(duì)話》1967年第1卷第1期上發(fā)表的“ 單放大器電流源”介紹了幾種電流源電路,它們可以提供通過(guò)浮動(dòng)負(fù)載或接地負(fù)載的恒流。在壓力變送器和氣體探測(cè)器等工業(yè)應(yīng)用中,這些電路廣泛應(yīng)用于提供4-mA至20-mA或0-mA至20-mA的電流。
圖1所示的改進(jìn)型Howland電流源非常受歡迎,因?yàn)樗梢则?qū)動(dòng)接地負(fù)載。允許相對(duì)較高電流的晶體管可以用MOSFET取代,以便達(dá)到更高的電流。對(duì)于低成本、低電流應(yīng)用,可以去除晶體管,如《模擬對(duì)話》2009年第43卷第3期“ 精密電流源的心臟:差動(dòng)放大器”所述。
這種電流源的精度取決于放大器和電阻。本文介紹如何選擇外部電阻以最大程度減少誤差。
圖1. 改進(jìn)型Howland電流源驅(qū)動(dòng)接地負(fù)載。
通過(guò)對(duì)改進(jìn)型Howland電流源進(jìn)行分析,可以得出傳遞函數(shù):
(1)
提示1:設(shè)置R2 + R5 = R4
在公式1中,負(fù)載電阻影響輸出電流,但如果我們?cè)O(shè)置R1 = R3和R2 + R5 = R4, 則方程簡(jiǎn)化為: