用于壓磁傳感器的精密程控恒流源設計

摘要：目前很多由分立元件構成的恒流源電流有限，穩定度較差，容易受到元器件參數變化和環(huán)境變化的干擾，并難以調節。在此采用閉環(huán)控制原理，利用單片機控制ADC和DAC轉換模塊，達到恒流的目的，并可以根據需要，通過(guò)代碼改寫(xiě)實(shí)現電流的預置?？朔艘酝至⒃嫵傻暮懔髟床环€定的缺點(diǎn)，在實(shí)際應用中，達到了良好的供電效果，在多次實(shí)地測量中圓滿(mǎn)完成任務(wù)。
關(guān)鍵詞：程控恒流源；電路設計；應力測量；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(zhù)重要的用途，目前恒流源的設計方法有多種，最常見(jiàn)的是場(chǎng)效應管恒流源和二極管恒流源，但其電流值有限，穩定度較差，并且難以調節，在文獻中對此做過(guò)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，并詳細說(shuō)明其工作原理。

1 程控恒流源系統的設計
由于溫度對集成電路參數的影響不如對晶體管和場(chǎng)效應管的影響顯著(zhù)，本設計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為核心，結合ADC和DAC轉換，實(shí)時(shí)采集工作電流，并送單片機進(jìn)行計算處理，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計
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換成電壓信號后，由真有效值芯片AD736轉化為正弦電壓信號的有效值，再由程控D／A轉換芯片LTC2606將電壓的數字信號傳送給AT89S52單片機進(jìn)行計算處理，處理結果由A／D轉換芯片AD7705轉換成模擬信號輸出到乘法器AD734AQ的Y1管腳。2個(gè)信號相乘后經(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電壓轉換芯片，以提供可靠的參考電壓。