一种高精度数控锯齿恒流源，属于电工电子产品领域，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。本锯齿恒流源利用V/I转换电路来实现电流的输出，并通过单片机控制D/A输出的电压来实现电流的控制，前置放大电路调理D/A输出的电压，使其满足V/I转换所需电压的要求，反馈电路再将输出的电流信息回馈到单片机，以实现闭环控制，由于所采用的单片机内置A/D模块和D/A模块，所以无需外加A/D和D/A电路。本发明专利技术具有成本较低、精度高、稳定性好等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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Ql、Q2、可调电阻Rff4,电阻R13、R14、R15、R16、R17、Rpl、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Ql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，RPl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Al、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Cl 1、Cl2， 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Υ1、十口插座 J1、按钮开关 31、52、53、54、55、56、57、可调电阻冊1、电阻1 1、1 2、1 3、1 4、1 5、1 6、1 7、 R8、R9、电容Cl、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Ul采用C8051F020型单片机；系统的同步脉冲通过Ul 的76脚输出；A/D转换采用C8051F020单片机内置的A/D模块ADCO来实现，外部待测电压信号通过ΑΙΝΟ. 0管脚进入ADCO ；D/A转换采用C8051F020单片机内置的D/A模块DACO来实现，并通过DACO管脚向外输出D/A转换之后的电压；显示装置采用IXD1602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0P07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Rll相连后再连入Ul的3脚，电阻RlO —端跟地相连，另一端跟电阻R12的一个管脚和Al的2脚相连，R12的另一端跟Al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0P07，三极管Ql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Ql的发射极及R17相连，R17的另一脚跟电源相连，Ql的基极和Q2 的发射极相连，Ql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Rpl相连，Rpl另一端跟地相连， R14另一端跟A2的3脚相连，Ql、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Cll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、CIO、Cll采用电解电容。所诉反馈电路中的集成运算放大器A3采用0P07。取样电阻Rpl上的电压通过电阻R18流入A3的3脚，电阻R20的一端跟A3的2脚和R19的一端相连，R19的另一端跟地相连，R20的另一端跟A3的6脚相连，从而共同组成了负反馈放大电路。可调电阻RW6的两端分别跟A3的6脚和地相连，RW5中间的可调端跟单片机Ul的ΑΙΝΟ. 0相连，它实现对放大之后的电压进行调理，使其满足A/D转换的要求。所述的单片机模块中写有控制程序，它还包括机壳，液晶显示电路中的显示屏和键盘分别嵌装在机壳上，所述各模块都在一个电路板上制作完成，所述电路板安装在机壳内。本专利技术的有益效果是，使锯齿恒流源的精度、稳定性得到提高，大大降低了成本， 并且采用数控的方式使使用变得更为方便。附图说明图1是本专利技术的系统框图。图2是单片机系统电路原理图。图3是前置放大电路原理图。图4是V/I转换电路原理图。图5是反馈电路原理图。图6是锯齿形电流输出示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。如图1所示，本专利技术是一种高精度数控锯齿恒流源，它由单片机系统、前置放大电路、V/I转换电路和反馈电路组成。图2所示为单片机系统，它主要实现上升时间、锯齿间隙时间和最大输出电流的参数设置显示以及单个或周期锯齿电流输出的功能设定、D/A输出、A/D采样监控。其中Ul 为C8051F020型单片机，Si、R2、R3、C3和C4组成的是复位电路，当系统运行不正常时通过按动Sl按钮开关来复位；C5、C6和Yl组成晶振电路，提供系统时钟；J1、R1作为C8051F020 在线调试和下载的接口电路；S2、S3、S4、S5、S6、S7、R4、R5、R6、R7、R8、R9组成按键电路， 当按动按键时，跟单片机相连的脚上就会产生由高到低的电平变换，由此来检测按键是否按下，并实现相关参数设置和功能设定；LCD1、Rffl组成显示电路，显示当前设定的恒流值， IXDl采用IXD1602型液晶显示器，Rffl作为液晶背光亮暗的调节电阻。C8051F020型单片机内置多个A/D、D/A模块，在此分别采用ADCO和DACO模块，两者的基准电压都采用内部基准电压，单片机将按键设定的数值发送给DACO进行D/A转换， 并从单片机的DACO脚输出相应的电压。本锯齿恒流源输出的电流值范围为20mA到2A，而 DACO脚输出的电压值无法满足20mA到2A范围V/I转换所需的电压值，所以无法将DACO 脚直接跟V/1转换电路相连，中间必须加一级前置放大电路以对DACO脚输出的电压进行放大、调理。RIO、RlU R12、Rff2, Rff3, Al共同构成了负反馈型前置放大电路，如图3所示，Al 采用0P07型集成运算放大器，R10、R12确定放大倍数，RW2构成一个分压电路，调节输入电压范围，从而使放大后的电压满足相关参数要求，RW3为调零电阻，使Al在零输入时保证输出也为零。经过前置放大调理之后的电压被送入以A2、Q1、Q2本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种高精度数控锯齿恒流源，其特征在于：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。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张永炬，王韬，周强，
申请(专利权)人：张永炬，王韬，周强，
类型：发明
国别省市：33
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