關(guān)于恒流源電路的研究與幾種設(shè)計(jì)方案

1、第一章 引 言 隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展,恒定電流源的應(yīng)用將十分重要，如機(jī)器人、工業(yè)自動(dòng)化、衛(wèi)星通信、電力通訊、智能化儀器儀表以及其它數(shù)字控制等方面都迫切需要應(yīng)用恒定電流器件， 因此, 研究和開(kāi)發(fā)恒流器件具有十分重要的意義。許多場(chǎng)合, 尤其是高精度測(cè)控系統(tǒng)需要高精度的電壓源與電流源。微電子工藝的高度發(fā)展, 給我們提供了許多小型化、集成化的高精度電壓源, 但電流源, 特別是工作電流大的高精度電流源仍需使用者自行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。恒流源是能夠向負(fù)載提供恒定電流的電源 ,因此恒流源的應(yīng)用范圍非常廣泛 ,并且在許多情況下是必不可少的。例如在用通常的充電器對(duì)蓄電池充電時(shí) ,隨著蓄電池端電壓的逐漸升高 ,充電電流就會(huì)相

2、應(yīng)減少。為了保證恒流充電 ,必須隨時(shí)提高充電器的輸出電壓 ,但采用恒流源充電后就可以不必調(diào)整其輸出電壓 ,從而使勞動(dòng)強(qiáng)度降低 ,生產(chǎn)效率得到了提高。恒流源還被廣泛用于測(cè)量電路中 ,例如電阻器阻值的測(cè)量和分級(jí) ,電纜電阻的測(cè)量等 ,且電流越穩(wěn)定 ,測(cè)量就越準(zhǔn)確。本論文主要概括了恒流源的基本概念，并設(shè)計(jì)出幾種不同要求的恒流源，運(yùn)用了SPCE061A單片機(jī)設(shè)計(jì)出新型數(shù)控恒流源，具有高穩(wěn)定性和高靈敏性。對(duì)以往恒流源進(jìn)行了改進(jìn)創(chuàng)新。第二章 基本恒流源電路2.1恒流源基礎(chǔ)知識(shí)基本恒流源電路是恒流源電路的基本組成，是分析恒流源電路的基礎(chǔ)。2.1.1恒流源介紹恒流源 ,是一種能向負(fù)載提供恒定電流之電路 .它既

3、可以為各種放大電路提供偏流以穩(wěn)定其靜態(tài)工作點(diǎn) ,又可以作為其有源負(fù)載 ,以提高放大倍數(shù) .并且在差動(dòng)放大電路、脈沖產(chǎn)生電路中得到了廣泛應(yīng)用 .過(guò)一定的論述 .然而 ,對(duì)各種恒流電路之對(duì)比分析 ,各自應(yīng)用特點(diǎn) ,以及需要改進(jìn)的方面 ,還有待進(jìn)一步研究 ,本文就來(lái)探討這些問(wèn)題 .2.1.2恒流源的原理和特點(diǎn)2.1.3恒流源的分類(lèi)一般而言 ,按照恒流源電路主要組成器件的不同 ,可分為三類(lèi) :晶體管恒流源、場(chǎng)效應(yīng)管恒流源、集成運(yùn)放恒流源 .下面分別予以說(shuō)明 .2.1.3.1晶體管恒流源這類(lèi)恒流源以晶體三極管為主要組成器件 ,利用晶體三極管集電極電壓變化對(duì)電流影響小 ,并在電路中采用電流負(fù)反饋來(lái)提高輸出

4、電流之恒定性 .通常 ,還采用一定的溫度補(bǔ)償和穩(wěn)壓措施 .其基本型電路如圖2.1.3.1所示 .圖2.1.3.1基本型電路圖2.1.3.2改進(jìn)型電路1、2分壓穩(wěn)定點(diǎn)電位 ,形成電流負(fù)反饋 ,輸出電流0=（-）/ /(>>) .且其等效內(nèi)阻4為 :=1+ （+） （1）式中為晶體管集射極間電阻 ,一般為幾十千歐以上 ;為晶體管輸入電阻 ,一般為幾千歐左右 ;=1/2.若設(shè)=5 ,=10 ,晶體管參數(shù)=100 , =100,=2. 6 .可得到=100× 1+ 100× 5/（10+ 2. 6+ 5） =3可見(jiàn) ,只需幾伏的工作電壓 ,采用一個(gè)晶體管 ,其等效內(nèi)阻是

5、非常巨大的 .為了減小溫度變化對(duì)晶體管參數(shù)的影響進(jìn)而影響輸出電流的恒定性 ,可采用圖2.1.3.2所示改進(jìn)型電路 .圖2.1.3.2()中 ,二極管作溫度補(bǔ)償 ,抵銷(xiāo)溫度變化對(duì)晶體管參數(shù)的影響 .為了更好地解決管子溫度特性一致的問(wèn)題 ,圖2.1.3.2()中 ,三極管1接成二極管的形式 .有時(shí) ,為了減小電源電壓波動(dòng)對(duì)輸出電流之影響 ,圖2.1.3.2()中采用了穩(wěn)壓管進(jìn)行穩(wěn)壓 .圖2.1.3.2()中 ,流過(guò)基準(zhǔn)電阻的電流 與輸出電流0的關(guān)系1為 :0/=2/1,故又稱(chēng)為比例電流源 .若令1=2或都為零 ,則0=,稱(chēng)為鏡像電流源 .若令1=0,則可得到微安量級(jí)的輸出電流 ,稱(chēng)之為微電流源 ,

6、主要應(yīng)用于需要提供微小偏流的場(chǎng)合 .有時(shí) ,要實(shí)現(xiàn)輸出電流可控 ,且極性可正可負(fù)的恒流源 ,可采用圖2.1.3.3所示電路圖 為輸入控制電壓 ,三極管1、2參數(shù)一致 . 當(dāng)=0時(shí) ,1=2,0=0;>0時(shí) ,1<2,0<0;<0時(shí) ,1>2,0>0;且由圖2.1.3.3可得 V+Vi - VBE2 V-Vi -Vbe1 圖2.1.3.3 雙極性恒流源 I。= 4 I2 = 4 Re Re . 因而0 =1-2= -Vi /2Rc.可見(jiàn) ,輸入控制電壓 實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸出電流0極性與大小的控制 .2.1.3.2場(chǎng)效應(yīng)管恒流源由場(chǎng)效應(yīng)晶體管作為主要組成器件的恒流電路如

7、圖2.1.3.4所示 .圖2.1.3.4()中 ,1、2分壓穩(wěn)定點(diǎn)電位 ,=2·(1+2),而 =-, ,根據(jù)公式5: =( 1- )*2 （2） 可解得=+| ( 1-I/) /式中 表示為夾斷電壓 ,為飽和漏極電流 .也可以去掉電源輔助回路 ,變成一純兩端網(wǎng)絡(luò) ,電路如圖2.1.3.4()所示 ,由圖可得=- 圖2.1.3.4場(chǎng)效應(yīng)管恒流源 圖2.1.3.5改進(jìn)型 對(duì)于場(chǎng)效應(yīng)管恒流源的等效內(nèi)阻 ,我們也不難導(dǎo)出=( 1+) ( 3)式中為場(chǎng)效應(yīng)管漏源極間電阻 ,為其跨導(dǎo) .若設(shè)=100 , =2/ ,=5 ,則=1.1 .可見(jiàn) ,其等效內(nèi)阻也是非常巨大的 .另外 ,從 ( 1)式

8、與 ( 3)式還可以看到 ,將電阻 或 增大 ,晶體管恒流源內(nèi)阻則趨于最大值 ,而場(chǎng)效應(yīng)管恒流源內(nèi)阻會(huì)趨近于無(wú)窮大 .由此 ,采用較大負(fù)反饋電阻 ,場(chǎng)效應(yīng)管恒流源會(huì)取得更好的等效內(nèi)阻指標(biāo) .若將場(chǎng)效應(yīng)管與晶體管配合使用 ,組成如圖2.1.3.5所示電路 ,并輔之以溫度補(bǔ)償和穩(wěn)壓措施 ,則恒流效果會(huì)更佳 .圖2.1.3.5中 ,設(shè)晶體管2級(jí)等效內(nèi)阻為,則=1+(+)代入公式 ( 3) ,可求得該恒流電路等效內(nèi)阻=1+·1+(+) ··( 1+(+)可見(jiàn) ,其等效內(nèi)阻進(jìn)一步增大 .2.1.3.3集成運(yùn)放恒流源若要擴(kuò)大輸出電流的取值范圍 ,采用如圖2.1.3.6所示的集

9、成運(yùn)放恒流源 .圖2.1.3.6()中 ,穩(wěn)壓管 進(jìn)行穩(wěn)壓 ,1柵流極小 ,輸出恒流0=/1,只要2的參數(shù)允許 ,這種電路可輸出幾百以上的穩(wěn)定電流 .有時(shí) ,需要負(fù)載一端按地的場(chǎng)合 ,電路如圖2.1.3.6()所示 ,輸出恒流0=2/2.假定運(yùn)算放大器能供給 5以上的基流 ,晶體管 >100,則0可以超過(guò) 500 .為防止運(yùn)算放大器和晶體管進(jìn)入飽和狀態(tài)影響電路的正常工作 ,負(fù)載 取值不能過(guò)大 ,該電路適應(yīng)于小負(fù)載大電流的場(chǎng)合 .圖2.1.3.6集成運(yùn)放恒流源在某種特殊情況下 ,需要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)電壓的差值來(lái)控制輸出電流 ,電路如圖2.1.3.7所示 .很顯然 圖2.1.3.7差動(dòng)恒流源2.2總

10、結(jié)各種恒流源特點(diǎn)由晶體管構(gòu)成的恒流源 ,廣泛地用作差動(dòng)放大器的射極公共電阻 ,或作為放大電路的有源負(fù)載 ,或作為偏流使用 ,也可以作為脈沖產(chǎn)生電路的充放電電流 ,由于晶體管參數(shù)受溫度變化影響 ,大多采用了溫度補(bǔ)償及穩(wěn)壓措施 ,或增強(qiáng)電流負(fù)反饋的深度以進(jìn)一步穩(wěn)定輸出電流 .場(chǎng)效應(yīng)管恒流源較之晶體管恒流源 ,其等效內(nèi)阻較小 ,但增大電流負(fù)反饋電阻 ,場(chǎng)效應(yīng)管恒流源會(huì)取得更好的效果 .且無(wú)需輔助電源 ,是一個(gè)純兩端網(wǎng)絡(luò) ,這種工作方式十分有用 ,可以用來(lái)代替任意一個(gè)歐姆電阻 .通常 ,將場(chǎng)效應(yīng)和晶體管配合使用 ,其恒流效果會(huì)更佳 .由于溫度對(duì)集成運(yùn)放參數(shù)影響不如對(duì)晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管參數(shù)影響之顯著 ,由

11、集成運(yùn)放構(gòu)成的恒流源具有穩(wěn)定性更好 ,恒流性能更高之優(yōu)點(diǎn) .尤其在負(fù)載一端需接地 ,要求大電流的場(chǎng)合 ,獲得了廣泛應(yīng)用 .恒流源電路 ,既可以實(shí)現(xiàn)雙極性控制 ,又可以實(shí)現(xiàn)差動(dòng)控制 ,增強(qiáng)了其使用靈活性 .2.3恒流源電路在實(shí)踐中的應(yīng)用15恒流源是能夠向負(fù)載提供恒定電流的電源 ,因此恒流源的應(yīng)用范圍非常廣泛 ,并且在許多情況下是必不可少的。例如在用通常的充電器對(duì)蓄電池充電時(shí) ,隨著蓄電池端電壓的逐漸升高 ,充電電流就會(huì)相應(yīng)減少。為了保證恒流充電 ,必須隨時(shí)提高充電器的輸出電壓 ,但采用恒流源充電后就可以不必調(diào)整其輸出電壓 ,從而使勞動(dòng)強(qiáng)度降低 ,生產(chǎn)效率得到了提高。恒流源還被廣泛用于測(cè)量電路中

12、,例如電阻器阻值的測(cè)量和分級(jí) ,電纜電阻的測(cè)量等 ,且電流越穩(wěn)定 ,測(cè)量就越準(zhǔn)確。恒流源的設(shè)計(jì)方法有多種 ,最簡(jiǎn)單的恒流電路是 FET或恒流二極管 ,但其電流值有限且穩(wěn)定度也較差。分別論述線(xiàn)性恒流源、開(kāi)關(guān)恒流源和集成穩(wěn)壓器恒流源電路的結(jié)構(gòu)原理及特點(diǎn)。2.3.1采用集成運(yùn)放構(gòu)成的線(xiàn)性恒流源電路構(gòu)成如圖2.3.1所示 ,兩個(gè)運(yùn)放 (一片 324)構(gòu)成比較放大環(huán)節(jié) , BG1、BG2三極管構(gòu)成調(diào)整環(huán)節(jié) , RL 為負(fù)載電阻 , RS為取樣電阻 , RW為電路提供基準(zhǔn)電壓。工作原理 :如果由于電源波動(dòng)使 Uin降低 ,從而使負(fù)載電流減小時(shí) ,則取樣電壓 US必然減小 ,從而使取樣電壓與基準(zhǔn)電壓的差值

13、(US- Uref)必然減小。由于 UIA為反相放大器 ,因此其輸出電壓Ub=(R5/R4)×Ua 必然升高 ,從而通過(guò)調(diào)整環(huán)節(jié)使 US升高恢復(fù)到原來(lái)的穩(wěn)定值 ,保證了 US的電壓穩(wěn)定 ,從而使電流穩(wěn)定。當(dāng) Uin升高時(shí) ,原理與前類(lèi)同 ,電路通過(guò)閉環(huán)反饋系統(tǒng)使 US下降到原來(lái)的穩(wěn)定值 ,從而使電流恒定。調(diào)整 RW,則改變 Uref,可使電流值在 0 4A之間連續(xù)可調(diào)。IL=R2×Uref/(R2+R3)×RS 圖2.3.1采用集成運(yùn)放的線(xiàn)性恒流源 2.3.2采用開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)恒流源電路構(gòu)成如圖2.3.2所示。 BG1為開(kāi)關(guān)管 ,BG2為驅(qū)動(dòng)管 , RL 為負(fù)載電

14、阻 , RS為取樣電阻 , SG35 24為脈寬調(diào)制控制器 , L1、E2、E3、E4為儲(chǔ)能元件 , RW提供基準(zhǔn)電壓 Uref。 圖2.3.2采用開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)恒流源工作原理 :減小開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通損耗和開(kāi)關(guān)損耗是提高電路效率的關(guān)鍵。為此 ,器件選擇飽和壓降小、頻率特性好的開(kāi)關(guān)三極管和肖特基續(xù)流二極管。圖 2.3.2采用開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)恒流源扼流圈 L1的磁芯上再繞一個(gè)附加線(xiàn)圈 ,利用電磁反饋降低開(kāi)關(guān)三極管的飽和壓降 ,并采用合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ,使電路的分布參數(shù)得到有效的控制。當(dāng)電源電壓降低或負(fù)載電阻 RL 降低時(shí) ,則取樣電阻 RS 上的電壓也將減少 ,則SG3524的 12、13管腳輸出方波的

15、占空比增大 ,從而使 BG1導(dǎo)通時(shí)間變長(zhǎng) ,使電壓 U0回升到原來(lái)的穩(wěn)定值。 BG1關(guān)斷后 ,儲(chǔ)能元件L1、E2、E3、E4保證負(fù)載上的電壓不變。當(dāng)輸入電源電壓增大或負(fù)載電阻值增大引起 U0增大時(shí) ,原理與前類(lèi)同 ,電路通過(guò)閉環(huán)反饋系統(tǒng)使 U0下降到原來(lái)的穩(wěn)定值 ,從而達(dá)到穩(wěn)定負(fù)載電流 IL 的目的。2.3.3采用集成穩(wěn)壓器構(gòu)成的開(kāi)關(guān)恒流源電路構(gòu)成如圖2.3.3所示。MC7805為三端固定式集成穩(wěn)壓器 ,RL 為負(fù)載電阻 ,RW為可調(diào)電阻器。工作原理 :固定式集成穩(wěn)壓器工作在懸浮狀態(tài) ,在輸出端 2和公共端 3之間接入一電位器 RW,從而形成一固定恒流源。調(diào)節(jié)RW,可以改變電流的大小 ,其輸出

16、電流為 :IL=( Uout/RW) +Iq式中 Iq 為 MC7805的靜態(tài)電流 ,小于 10m A。當(dāng) RW較小即輸出電流較大時(shí) ,可以忽略 Iq。當(dāng)負(fù)載電阻 RL 變化時(shí) ,MC7 8 05用改變自身壓差來(lái)維持通過(guò)負(fù)載的電流不變。圖2.3.3采用集成穩(wěn)壓器構(gòu)成的開(kāi)關(guān)恒流源采樣電位器RW 的確定 :RW 的值可由 RW=Uout/IL 確定。因 Uout=5 V,IL=0.5 2A,因此確定的取值范圍為2.5 10。輸出電壓和負(fù)載變化范圍的確定 :根據(jù)設(shè)計(jì)要求 ,本例的輸出電壓 U0=10V。由于恒流源的輸出電流可調(diào)范圍為 0.5 2A,因此相應(yīng)的負(fù)載變化范圍為 5 20。以上幾種恒流源結(jié)

17、構(gòu)簡(jiǎn)單 ,可靠性高 ,調(diào)整方便 ,在科研中已得到了應(yīng)用。其中線(xiàn)性恒流源適用于蓄電池的恒流放電 ,開(kāi)關(guān)恒流源適用于蓄電池的恒流充電 ,集成穩(wěn)壓器構(gòu)成的恒流源適用于電阻測(cè)量等。2. 4單片機(jī)控制的數(shù)控直流恒流源采用凌陽(yáng)16位SPCE061A單片機(jī)。此單片機(jī)功能較強(qiáng)、兼容性好、性?xún)r(jià)比高；具有體積小、集成度高、易擴(kuò)展、可靠性高、功耗小以及具有較高的數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算能力，系統(tǒng)最高時(shí)鐘頻率可達(dá)49MHz，運(yùn)行速度快；詳細(xì)軟硬件設(shè)計(jì),系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖如圖2.4.1， 系統(tǒng)工作原理為：當(dāng)有鍵盤(pán)按鍵對(duì)電流值進(jìn)行預(yù)置時(shí)，SPCE061A單片機(jī)把所預(yù)置的數(shù)值送到液晶顯示器顯示，同時(shí)作為電流源的給定值，并輸出相應(yīng)的數(shù)字信

18、號(hào)，通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換，使數(shù)字信號(hào)變成模擬電流信號(hào)，此電流信號(hào)經(jīng)I/V模塊轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號(hào)，此電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)壓控恒流元件場(chǎng)效應(yīng)管IRF640來(lái)產(chǎn)生相應(yīng)的電流值，場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電流即為恒流源的實(shí)際輸出電流。場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電流近似于源極電流，源極電流經(jīng)過(guò)采樣電阻后轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)采集此信號(hào),作出相應(yīng)的調(diào)整處理后輸出顯示，作為電流源的自測(cè)表的輸出值。系統(tǒng)的硬件連接圖如圖2.4.2。圖2.4.2   系統(tǒng)硬件連接圖如圖2.4.1，本系統(tǒng)硬件電路主要包括：凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)最小系統(tǒng)、鍵盤(pán)與顯示電路、I-V模塊、壓控恒流源電路、電源電路等。下面分別說(shuō)明各

19、個(gè)電路模塊。（1）數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)要求計(jì)算，D/A最少必須達(dá)到11位。凌陽(yáng)單片機(jī)SPCE061A內(nèi)部集成有兩個(gè)10位D/A和七路10位A/D可供使用。10位D/A的精度是1/1024，而題目要求輸出電流2A的時(shí)候步進(jìn)值為1mA,即精度至少為1/2000?？紤]到SPCE061A有兩個(gè)內(nèi)部集成的10位電流型輸出D/A，若把兩個(gè)10位D/A并聯(lián)使用，步進(jìn)時(shí)交替加1或減1，則精度可達(dá)到1/2048，即相當(dāng)于一個(gè)11位D/A的精度，完全滿(mǎn)足要求，又節(jié)約了外部硬件資源，可大大提高整個(gè)系統(tǒng)的性?xún)r(jià)比。（2）壓控恒流源電路設(shè)計(jì)壓控恒流源是系統(tǒng)的重要組成部分，它的功能是用電壓來(lái)控制電流的變化，由于系統(tǒng)

20、對(duì)輸出電流大小和精度的要求比較高，所以選好壓控恒流源電路顯得特別重要。采用如下電路：電路原理圖如圖2.4.3所示。該恒流源電路由運(yùn)算放大器、大功率場(chǎng)效應(yīng)管Q1、采樣電阻R2、負(fù)載電阻RL等組成1、硬件設(shè)計(jì)圖2.4.3   壓控恒流源原理圖電路中調(diào)整管采用大功率場(chǎng)效應(yīng)管IRF640。采用場(chǎng)效應(yīng)管，更易于實(shí)現(xiàn)電壓線(xiàn)性控制電流，既能滿(mǎn)足輸出電流最大達(dá)到2A的要求，也能較好地實(shí)現(xiàn)電壓近似線(xiàn)性地控制電流。因?yàn)楫?dāng)場(chǎng)效應(yīng)管工作于飽和區(qū)時(shí)，漏電流Id近似為電壓Ugs控制的電流。即當(dāng)Ud為常數(shù)時(shí)，滿(mǎn)足：Id=f（Ugs），只要Ugs不變，Id就不變。在此電路中，R2為取樣電阻，采用康銅絲繞制

21、（阻值隨溫度的變化較?。?，阻值為0.35歐。運(yùn)放采用OP-07作為電壓跟隨器，UI=Up=Un，場(chǎng)效應(yīng)管Id=Is(柵極電流相對(duì)很小，可忽略不計(jì)) 所以Io=Is= Un/R2= UI/R2。正因?yàn)镮o=UI/R2，電路輸入電壓UI控制電流Io，即Io不隨RL的變化而變化，從而實(shí)現(xiàn)壓控恒流。 同時(shí)，由設(shè)計(jì)要求可知：由于輸出電壓變化的范圍U=10V，Iomax=2A,可以得出負(fù)載電阻RLmax=5歐。（3）鍵盤(pán)顯示電路設(shè)計(jì)鍵盤(pán)采用普通的4×4矩陣式鍵盤(pán)，共有16個(gè)按鍵。本系統(tǒng)采用凌陽(yáng)128×64點(diǎn)陣式SPLC501液晶顯示模塊。這種顯示方式非常直觀，用戶(hù)可以從顯示器上看到很友

22、好的界面，而且點(diǎn)陣式LCD的顯示內(nèi)容非常靈活，用戶(hù)可以同時(shí)從顯示器上看到漢字提示和兩個(gè)電流值：其一為預(yù)先設(shè)定的電流值，即期望值；其二為輸出電流的實(shí)測(cè)值。正常工作時(shí)兩者相差很小。一旦出現(xiàn)偏差較大的狀況，在一定范圍內(nèi)系統(tǒng)能自動(dòng)調(diào)整，使誤差滿(mǎn)足精度要求。由于SPLC501液晶模組的資料在凌陽(yáng)大學(xué)網(wǎng)站可以下載到，這里不再贅述。（4）電源電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)對(duì)電源有較高的要求。設(shè)計(jì)電源時(shí)既要保證電源的高穩(wěn)定度，也要保證電源能輸出大于2A的電流，故本系統(tǒng)采用三級(jí)管1264來(lái)擴(kuò)流而且在使用電源時(shí)必須充分考慮電源的效率。電源電路如圖2.4.4所示，此電源電路采用了LM317和LM337，其輸出電壓是連續(xù)可調(diào)的，輸

23、出電壓調(diào)到為15V和15V來(lái)供給硬件電路使用，其中15V的電源是供運(yùn)放使用的，不需要擴(kuò)流；而15V的電源的負(fù)載電流要求不低于2A，所以采用三級(jí)1264來(lái)擴(kuò)流。另外用LM7805產(chǎn)生5V的電壓供凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)使用。圖 2.4.42、軟件設(shè)計(jì) 首先初始化系統(tǒng)，即凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)系統(tǒng)的初始化，液晶顯示器顯示歡迎界面"數(shù)控恒流源 HuaQiao University"，D/A 、A/D模塊的初始化；系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)定值1000mA；然后凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)便不停地進(jìn)行鍵盤(pán)掃描，根據(jù)掃描得到的鍵值進(jìn)行相應(yīng)地操作，見(jiàn)圖2.4.5主程序流程圖。圖2.4.5 

24、;  主程序流程圖2、測(cè)試方法將各個(gè)模塊連接，然后進(jìn)行預(yù)設(shè)電流值和實(shí)際輸出電流值對(duì)比測(cè)試，記錄兩者之間的偏差，并進(jìn)行軟件修正。3、誤差測(cè)量（單位：mA）（1） 負(fù)載為1歐姆測(cè)量數(shù)據(jù)如表2.4.1。表2.4.1  負(fù)載為1歐姆時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)預(yù)設(shè)電流值 實(shí)際輸出電流值 絕對(duì)誤差 相對(duì)誤差 % 0 0.0001 0.0001 0 234.0 230.256 3.744 0.41 546.0 541.667 4.333 0.12 702.0 702.333 0.333 0.24 858.0 862.778 4.7788 0.44 1287.0 1295.888 8.888 0.61

25、1677.0 1675.667 1.333 0.11 1996.8 1995.333 1.467 0.04 （2） 負(fù)載為5歐姆 測(cè)量數(shù)據(jù)如表2.4.2 表2.4.2  負(fù)載為5歐姆時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)預(yù)設(shè)電流值 實(shí)際輸出電流值 絕對(duì)誤差 相對(duì)誤差 % 0 0.0001 0.0001 0 234.0 232.256 1.744 0.43 546.0 540.667 0.667 0.11 702.0 700.333 1.667 0.24 858.0 861.778 3.778 0.41 1287.0 1294.888 7.888 0.61 1677.0 1674.667 2

26、.333 0.14 1996.8 1997.667 0.867 0.04 （3） 負(fù)載為10歐姆測(cè)量數(shù)據(jù)如表2.4.3。表3.3   負(fù)載為10歐姆時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)預(yù)設(shè)電流值 實(shí)際輸出電流值 標(biāo)準(zhǔn)誤差 相對(duì)誤差 % 0 0.0001 0.0001 0 234.0 231.256 2.744 0.43 546.0 545.667 0.333 0.12 702.0 701.333 0.667 0.21 858.0 861.778 6.13 0.44 1287.0 1294.888 7.88 0.61 1677.0 1676.667 0.333 0.11 1996.8 1997.33

27、3 0.533 0.04 3、目標(biāo)值測(cè)量測(cè)試數(shù)據(jù)表如表3.4和表3.5，其中為表3.4基本要求部分測(cè)試，表3.5為發(fā)揮部分測(cè)試。測(cè)試記錄中的I和V分別為流過(guò)負(fù)載電阻RL的實(shí)測(cè)電流值和RL兩端電壓值。如圖3.1。 圖2.4.6   壓控恒流源測(cè)試表2.4.4  基本要求部分測(cè)試數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)要求 測(cè)試項(xiàng)目與指標(biāo) 測(cè)試記錄 1 、輸出電流范圍： 200mA 2000mA 給定值 =200 mAI=200.1 mA ( 當(dāng) I=200mA 時(shí)給定值 = 199 mA) 給定值 =2000 mA I=1998.7mA ( 當(dāng) I=2000 mA 時(shí)給定值 =2001 mA) 2 、可設(shè)置并顯示輸出電流給定值，要求輸出電流與給定值偏差的絕對(duì)值給定值的 1 +10 mA 給定值 =200 mA I=201.5 mA 給定值 =2000 mA I=1998.8mA 3 、具有“ + ”、“ - ”步進(jìn)調(diào)整功能，步進(jìn) 10mA 10