运放的恒流源电路总结

wangerxian

运放的恒流源电路总结 [复制链接]

 

运放（operaTIONal amplifier）能对信号进行数学运算的放大电路。它曾是模拟计算机的基础部件，采用集成电路工艺制做的运算放大器，除保持了原有的很高的增益和输入阻抗的特点之外，还具有精巧、廉价和可灵活使用等优点，因而在有源滤波器、开关电容电路、数-模和模-数转换器、直流信号放大、波形的产生和变换，以及信号处理等方面得到十分广泛的应用。

　　电流源给定的电流，此线路通电流为定值，与你的负载阻值没有关系。

　　电流源的内阻相对负载阻抗很大，负载阻抗波动不会改变电流大小。在电流源回路中串联电阻无意义，因为它不会改变负载的电流，也不会改变负载上的电压。在原理图上这类电阻应简化掉。负载阻抗只有并联在电流源上才有意义，与内阻是分流关系。

　　由于内阻等多方面的原因，理想电流源在真实世界是不存在的，但这样一个模型对于电路分析是十分有价值的。实际上，如果一个电流源在电压变化时，电流的波动不明显，我们通常就假定它是一个理想电流源。　

三极管和运放构成的几种恒流源电路分析

这几种电路都可以在负载电阻RL上获得恒流输出

　　第一种由于RL浮地，一般很少用

　　第二种RL是虚地，也不大使用

　　第三种虽然RL浮地，但是RL一端接正电源端，比较常用

　　第四种是正反馈平衡式，是由于负载RL接地而受到人们的喜爱

　　第五种和第四种原理相同，只是扩大了电流的输出能力，人们在使用中常常把电阻R2取的比负载RL大的多，而省略了跟随器运放，是建立在正负反馈平衡的基础上的，如果由于电阻的误差而失去平衡，会影响恒流输出特性，也就是说，输出电流会随负载变化

详细分析第四种电路

恒流前提条件：当电阻R1/R2 = R3/R4 ，且运放工作在线性区域，Vo' = 2Vin'时，Iout  =  Vin / R6公式才成立。

当R5继续增大，至运放接近饱和时，Vo'不再等于2Vin'，此时Iout  =  Vin / R6公式不成立，电流开始减小

R5继续增大，运放已经饱和了，电流进一步减小

R5继续增大，电流继续减小

 注意最后两张图，电位器R5分别调至74%和100%时，两种状态下的Vo'值是一样，说明已经达到饱和状态。

此时发现该运放有个缺点了，运放是9V供电，而饱和输出是7.5V，说明该运放不是轨到轨的，

所以这里为什么一开始不将VCC设置为5V了，设置为5V很快就进入饱和，如果还想让电路保持恒流，可以将9V供电继续抬高。

抬高运放供电不是不可以，就会引入成本上的代价了，需要更高的电源来供电，输出电压Vo电平也被抬高，就很难与现在的TTL电平进行匹配了。

 

总结：

（1）、理想状态下，分析出电流 Iout = Vin/ R6 。

（2）、运放在线性区域时，理论值和实际值电流一致，精度高。

（3）、在恒流前提下，电阻可调节的范围稍微大点。

 

 以下是两张细节运算的草稿图

 

　有些计算来源于网上，主要是想大家讨论双运放组成的恒流电路的额优缺点，精度咋样。

annysky2012

模拟电路是很复杂的，但是弄懂了，真是天下无敌。感谢分享资料

wangerxian

annysky2012 发表于 2021-10-25 15:46 模拟电路是很复杂的，但是弄懂了，真是天下无敌。感谢分享资料

老哥要是弄懂了，可以分享分享哦~

annysky2012

wangerxian 发表于 2021-10-25 16:05 老哥要是弄懂了，可以分享分享哦~

我是懂点皮毛，这么详细的弄不明白

luozhiqiang

这个资料还是不错的，学习运放，模拟电路的难点也是基础

wangerxian

luozhiqiang 发表于 2021-11-2 11:58 这个资料还是不错的，学习运放，模拟电路的难点也是基础

模拟电路入门非常困难，一旦入门了后面就没那么难了！

qunegguang

透彻