电阻信号采用恒流源电路

yulzhu

电阻信号采用恒流源电路 [复制链接]

关于组合开关阻值的采集和热电阻的采集，在福特的参考中，实际上是要求采用电流源电路替代电压源供电的，电压供电的缺点如下：
  1.12V供电电压跨度很大9～16V，软件需要采集12V电压进行修正，计算量较大，引入的误差因素较多。
  2.5V系统供电虽然稳定，但是带来了很大的隐患，对地短路引起了电流负荷，对电源短路引起倒灌，保护加入二极管之后，二极管的导通电压波动引起了采集的误差。
  3.本身上拉电阻就存在误差，12V系统的分压电阻的误差也客观存在。
当然电压供电的成本较低，可靠性相对较高，这是选择它作为设计的一个要素。
  电流源电路的好处是可使用12V系统而不会引入电压波动的问题，关于恒流源的电路设计，参考有两个
模电书上的设计：
http://www1.gradjob.com.cn/EBSync/jpkc/education/chap4/concept4/42.htm
Panic的细说恒流源
http://blog.ednchina.com/panic/3473/message.aspx
根据Panic的初始的电流源设计，偶也想从功耗和准确度上进行筛选和重新设计。
首先我们设计的范围在于外部电阻从5.2千欧～51.1千欧，因此输出的恒流源大小应在80uA左右。
R5：51.1KOhm  ===》4.088
R6：42.2KOhm  ===》3.376
R7：28.7KOhm  ===》2.296
R8：12.4KOhm  ===》0.992
R9：5.2KOhm   ===》0.416
需要注意的是地线一定要通过模块的地接回，这样可保证地偏移的移除。
这是第一个可能用到的电路，就像Panic所说的那样，最大的问题在于Vbe的变化，可能在0.4～1.2V之间波动（主要因素是温度）加上电阻R1的精度，该电流源的问题相当明显，我们不能使用。

左半边电路的分析：
除开这个因素，我们来分析一下这个恒流源本身具有的误差，一般的看Io=Vbe.Q1/R1
假设上管为Q2，下管为Q1
输出电流:Io=Ic_Q2
而Ie_Q2=Vbe.Q1/R1+Ib_Q1
Q1是在一定的线性放大区状态下的，因为其CE电压为Vbe.Q1+Vbe.Q2
Ic_Q1=(Vcc-Vbe.Q1-Vbe.Q2)/R2-Ib_Q2
Ic_Q2=Vbe.Q1/R1+Ib_Q1-Ib_Q2
电路的误差因素集中于Ib_Q1-Ib_Q2
由于Q1是在线性放大状态的Ib_Q1=（(Vcc-Vbe.Q1-Vbe.Q2)/R2-Ib_Q2）/hfe
误差因素变为（(Vcc-Vbe.Q1-Vbe.Q2)/R2-Ib_Q2）/hfe-Ib_Q2
如果我们采用这个电路，需要协调电压和R2的关系，如果采用12V供电，误差随着电压变化。
右半边电路：
Panic的原图有错误，电源和地的位置搞反了，偶将之改正了。
  值得一提的是，如果以上的电路直接运用在汽车电子上，即使精度上可以通过，在短路测试的时候也会出现巨大的问题，这是因为在短路的时候Q2的压降为12V-Vbe，很容易导致三极管的损坏，而且在信号传导干扰耦合至信号线上时，Q2也是异常脆弱的，不加保护这个电路很难使用。

[ 本帖最后由 yulzhu 于 2010-3-1 09:17 编辑 ]

simonprince

LZ辛苦

[ 本帖最后由 simonprince 于 2010-3-1 09:21 编辑 ]

lixiaohai8211

建议楼主给出以上两个恒流源的改进电路并加以分析。

yulzhu

麻烦的很