[发明专利]一种高精度数控锯齿恒流源

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控锯齿恒流源电路，特别是涉及一种高精度数控锯齿恒流源，属于电工电子产品领域。

背景技术

随着电子技术的迅猛发展，越来越多的行业都需要它们来提高或者测试相关产品的性能指标。在其中一些领域需要提供锯齿形的恒流源，或者作为控制信号或者作为测试信号，以实现某种功能或者测试某种效果，而且往往需要锯齿形电流的相关参数是可调、可设定的。由于数控方式可以提供更精确地控制，所以越来越多的产品都往数控方向发展，在此也希望锯齿恒流源的相关参数也通过数控方式来设定，而传统的锯齿恒流源往往参数不可设定，所以其功能非常单一，只能用于某种特定场合，或者采用模拟方式精度不高，无法满足相关应用需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高精度数控锯齿恒流源，使锯齿恒流源更具通用性，为相关科学研究及产品测试提供较为实用的平台。

本发明实现上述目的所采取的技术方案是：一种高精度数控锯齿恒流源，它由V/I转换电路、前置放大电路、反馈电路和单片机系统组成；所述的V/I转换电路包括集成运算放大器A2、三极管Q1、Q2、可调电阻RW4、电阻R13、R14、R15、R16、R17、Rp1、电容C7、C8、C9、C10，它们对D/A输出的电压进行V/I转换以实现恒流输出，三极管Q1和Q2组成达林顿管对V/I转换得到的电流进行放大，以满足大电流输出的要求，RP1为取样电阻，作为A2的反馈输入；所述的前置放大电路包括集成运算放大器A1、可调电阻RW2、RW3、电阻R10、R11、R12，实现对D/A输出电压的负反馈放大，使其输出电压满足V/I转换所需的电压要求；所述的反馈电路包括集成运算放大器A3、可调电阻RW5、RW6、电阻R18、R19、R20、电容C11、C12，它将采样电阻上的电压调理成合适的电压反馈回A/D，从而实现整个系统的闭环控制，保证了输出电流的精确度和稳定度；所述的单片机系统包括单片机U1、液晶LCD1、晶振Y1、十口插座J1、按钮开关S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、可调电阻RW1、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、电容C1、C2、C3、C4、C5、C6，键盘S2、S3、S4、S5、S6、S7用于相关功能和参数的设置，液晶用于显示相关信息，单片机内置的D/A模块输出V/I转换所需的电压，单片机内置的A/D模块实现对输出电流的测量和监控。

所述单片机系统中单片机U1采用C8051F020型单片机；系统的同步脉冲通过U1的76脚输出；A/D转换采用C8051F020单片机内置的A/D模块ADC0来实现，外部待测电压信号通过AIN0.0管脚进入ADC0；D/A转换采用C8051F020单片机内置的D/A模块DAC0来实现，并通过DAC0管脚向外输出D/A转换之后的电压；显示装置采用LCD1602型液晶来实现；键盘S2用于上升时间的设定、S3用于锯齿间隙时间设定、S4用于设置单个或周期输出、S5用于设置最大输出电流、S6、7用于相关参数的加减控制。

所述前置放大电路采用集成运算放大器OP07实现电压的负反馈放大。D/A输出的电压跟可调电阻RW2两边的其中一脚相连，RW2另一边跟地相连，中间可调端跟电阻R11相连后再连入U1的3脚，电阻R10一端跟地相连，另一端跟电阻R12的一个管脚和A1的2脚相连，R12的另一端跟A1的6脚相连。

所诉V/I转换电路中的集成运算放大器A2采用OP07，三极管Q1采用9012，Q2采用TIP127并将其安装在大面积散热片上。电压通过电阻R13输入到A2的2脚，R15的两端分别跟A2的2脚和Q1的发射极及R17相连，R17的另一脚跟电源相连，Q1的基极和Q2的发射极相连，Q1和Q2的集电极相连后跟负载RL相连，Q2的基极跟R16相连，R16的另一端跟A2的6脚相连，负载RL的另一端跟R14和采用电阻Rp1相连，Rp1另一端跟地相连，R14另一端跟A2的3脚相连，Q1、Q2组成电流放大电路。

所诉V/I转换电路中的C7和C8、C9和C10、反馈电路中的C11和C13各自并联在一起分别跟电源和地相连，以实现滤波，其中C7、C9、C12选用瓷片电容，C8、C10、C11采用电解电容。