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(多图) 运放电流源:Howland电流泵

Dennis Feucht?? 2014年08月14日 ?? 收藏6
由麻省理工学院Brad Howland发明的运放电流源得到了广泛使用,在电路设计领域已广为人知。不过对于不熟悉这一行业的人来说理解起来可能有些难度。下面从比较简单、大家熟悉的电路开始做一些解释。

第一个要讨论的电路是运放电流镜,如下图所示。

运放的反相(-)和同相(+)端输入电压等于:

当运放正常工作时,v- = v+,可以推导出:

运放输入电压仅取决于RL的参考地,它在相对于地的vL上浮动;

输出电流独立于vL和负载电阻RL。决定iL的是Rf+上的电压,这个电压必须与Rf-上的电压相同,而不管v- = v+ 是多少,而且Rf上的电压也不取决于地。

接着通过将输入源变为电压把电流镜修改为下图所示的第二种电路,并将Rf+返回到vR

当v- = v+ 时,

首先,让vR = 0 V,形成单运放的差分放大器。在运放的输入电压相同(v- = v+ ),的情况下,

然后让vR =VOS,后者是恒定的偏置电压。得到

将Rf+连接到非地点的结果是将输出电压提高相同的数值。

对于vR的第三种变化,我们要耐心一些,并设vR = vO。针对要求的运放输入条件(v- =v+ ),vI=0V。vI≠ 0V的设置会使v+总是大于v-,运放输出将增加,直到达到其输出范围的上限。为了使电路正确工作(v- =v+ ),v+ /vO必须小于1。在vO到Rf+处施加过大的电压将影响到vI乘vO,也就是:

这是施加到Rf+的反馈电压必须降低的数值。

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Howland电流泵? 运放? 电流源? 电流镜?

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