Прецизионный программируемый источник тока, управляемый цифровым потенциометром

В этот прецизионном программируемом источнике тока 0-20 мА использован цифровой потенциометр (U2), управляющий соотношением сопротивлений плеч делителя напряжения опорного источника.
Рисунок 1. В этот прецизионном программируемом источнике тока 0-20 мА
использован цифровой потенциометр (U2), управляющий соотношением
сопротивлений плеч делителя напряжения опорного источника.

В начальном положении движка цифрового потенциометра, где VWB ≈ 0 В, падение напряжения на RSET будет близко к 0 В, и ток не будет течь через нагрузку. Выходное напряжение опорного источника также будет близко к нулю, поэтому потенциал узла GND будет равен –2.5 В. В верхнем положении движка цифрового потенциометра потенциал узла GND будет смещен до напряжения VL, и напряжение на выходе опорного источника, соответственно, установится на уровне 2.50 В + VL. Разделив напряжение между выводами B и W (VREF × D/2N) на RSET, можно получить общее уравнение для тока нагрузки. RSET определяет диапазон возможных токов нагрузки

  (1)

где

  • VREF – номинальное опорное напряжение REF192,
  • D – десятичный эквивалент входного кода AD5280,
  • N – разрешение AD5280.

Для достижения максимальной эффективности выбирайте самое низкое сопротивление RSET и самое низкое напряжение VREF, при котором еще возможно обеспечить требуемый выходной ток.

При RSET = 124.03 Ом и значениях сопротивления нагрузки, равных 24.85 Ом, 51.093 Ом и 75.05 Ом, проведенные лабораторные измерения зависимости выходного тока от 8-битного управляющего кода цифрового потенциометра показали близкое соответствие с идеальной зависимостью, описываемой уравнением (1). Пользователи должны обращать внимание на сопротивление нагрузки, поскольку с его увеличением увеличивается напряжение VL, которое не может выйти за пределы шин питания операционного усилителя. Кроме того, от VL зависит напряжение на выводе GND микросхемы REF192, которое ограничивает рабочий диапазон схемы.

Показанный на Рисунке 2 прецизионный программируемый источник тока 0-100 мА с однополярным питанием может использоваться в таких приложениях, как драйверы лазерных диодов и перестраиваемые лазеры, которым требуется сочетание повышенного тока и высокой точности. С этой схемой вся система может работать от однополярного источника +5 В, в отличие от предыдущей схемы, которой требовалось питание ±5 В.

Этот прецизионный программируемый источник тока 0-100 мА может использоваться, например, для управления лазерными диодами.
Рисунок 2. Этот прецизионный программируемый источник тока 0-100 мА может
использоваться, например, для управления лазерными диодами.

Это преимущество обусловлено тем, что напряжение на выводе земли источника опорного напряжения AD1582 теперь изменяется строго в положительной области. В результате появляется возможность использовать цифровой потенциометр и операционные усилители с однополярным питанием – AD5160 и AD8532, соответственно.

То же самое общее уравнение тока (1) применимо и к этой схеме. При RSET = 24.82 Ом и сопротивлениях нагрузки, равных 5.185 Ом, 14.946 Ом и 19.97 Ом, проведенные лабораторные измерения зависимости выходного тока от 8-битного управляющего кода цифрового потенциометра, опять же, показали близкое соответствие с идеальной зависимостью, предсказанной уравнением (1).

Важно отметить, что использовался p-канальный MOSFET, а не n-канальный. При использовании n-канального MOSFET напряжение истока увеличивалось бы с ростом тока, что приводило бы к уменьшению напряжения затвор-исток. Это ограничивало бы ток стока, противореча назначению схемы. P-канальный MOSFET не подвержен такой проблеме, так как его исток подключен к шине питания.

На первый взгляд может показаться, что p-канальный МОП-транзистор и AD8532 образуют систему с положительной обратной связью. Однако транзистор, включенный в цепь обратной связи, добавляет дополнительную инверсию сигнала, обеспечивая в петле общую отрицательную обратную связь. В заключение следует отметить, что для уменьшения напряжения ошибки делителя, вносимой неидеальностью сопротивления цифрового потенциометра и его движка, использовалась версия AD5160 с сопротивлением 100 кОм.

Материалы по теме

Добавить свое объявление

* заполните обязательные данные

Статистика eFaster:

посетило сегодня 241
сейчас смотрят 8
представлено поставщиков 383
загружено
позиций
25 067 862