用于壓磁傳感器的精密程控恒流源設(shè)計(jì)

摘要：目前很多由分立元件構(gòu)成的恒流源電流有限，穩(wěn)定度較差，容易受到元器件參數(shù)變化和環(huán)境變化的干擾，并難以調(diào)節(jié)。在此采用閉環(huán)控制原理，利用單片機(jī)控制ADC和DAC轉(zhuǎn)換模塊，達(dá)到恒流的目的，并可以根據(jù)需要，通過代碼改寫實(shí)現(xiàn)電流的預(yù)置。克服了以往分立元件構(gòu)成的恒流源不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中，達(dá)到了良好的供電效果，在多次實(shí)地測量中圓滿完成任務(wù)。
關(guān)鍵詞：程控恒流源；電路設(shè)計(jì)；應(yīng)力測量；壓磁傳感器

0 引言
恒流源在測量領(lǐng)域和工程技術(shù)中都有著重要的用途，目前恒流源的設(shè)計(jì)方法有多種，最常見的是場效應(yīng)管恒流源和二極管恒流源，但其電流值有限，穩(wěn)定度較差，并且難以調(diào)節(jié)，在文獻(xiàn)中對此做過一定的論述。本文將介紹一個(gè)新型實(shí)用的恒流源電路，用于壓磁傳感器的測量，并詳細(xì)說明其工作原理。

1 程控恒流源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
由于溫度對集成電路參數(shù)的影響不如對晶體管和場效應(yīng)管的影響顯著，本設(shè)計(jì)盡量采用集成電路取代分立元件。本文提出的恒流源以單片機(jī)為核心，結(jié)合ADC和DAC轉(zhuǎn)換，實(shí)時(shí)采集工作電流，并送單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算處理，然后輸出合適大小的電壓，使傳感器工作在恒流狀態(tài)。程控恒流源原理圖如圖1所示。

2 程控恒流源電路的設(shè)計(jì)
程控恒流源由1 MHz有源晶振產(chǎn)生正弦波后經(jīng)2片串聯(lián)的74HC390進(jìn)行1 000分頻后得到1 kHz的方波，該方波再由五階低通濾波芯片MAX-7410轉(zhuǎn)化為正弦波，送往乘法器AD734AQ的X1管腳。傳感器的實(shí)時(shí)工作電流由電流互感器采集轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)后，由真有效值芯片AD736轉(zhuǎn)化為正弦電壓信號(hào)的有效值，再由程控D／A轉(zhuǎn)換芯片LTC2606將電壓的數(shù)字信號(hào)傳送給AT89S52單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算處理，處理結(jié)果由A／D轉(zhuǎn)換芯片AD7705轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出到乘法器AD734AQ的Y1管腳。2個(gè)信號(hào)相乘后經(jīng)功率放大器TDA2040和變壓器供給傳感器工作。
電路中的關(guān)鍵部分是以單片機(jī)為核心的ADC和DAC模塊，其電路圖如圖2所示。

其中，LTC2606和AD7705的參考電壓輸入管腳接AD780電壓轉(zhuǎn)換芯片，以提供可靠的參考電壓。