電流源(08-100)

　　感應電壓是負載與置位電壓和的一半。增益為“2”可使輸出為置位電壓與負載電壓之和，在Vset和Rset上為固定值。運算放大器輸出端的電壓是比負載電壓更易于管理的置位電壓。就上面給出的例子來說，若采用具備 ±5 V電源以及軌至軌輸出的運算放大器，那么如果設置電壓為 0.5 V，該設計方案就能支持 ±4.5 V 的Vload 范圍。這種設計方案的最大局限性在于它需要使用兩個運算放大器，第二個運算放大器用于將負載電壓與 Rset 電阻相隔離。我們可以采用其他辦法來隔離信號，而不需要額外的運算放大器。

　　改進的壓控單運算放大器電流源

　　我們此前討論的電流源采用第二個運算放大器來緩沖衰減器的負載電壓。如果將該運算放大器配置為緩沖器，則其在理想情況下具有無窮大的輸入阻抗與零輸出阻抗。如果將無窮大隔離，那么這種情況的確令人滿意。但是，多高才算是無限?作為工程師，我們接受的訓練是，應當盡量使問題簡單化。工程技術(shù)與嚴謹?shù)目茖W研究不一樣，我們只要達到“非常接近”就足夠了。我們可用一個更簡單的模型，允許一定的誤差，而不必采用精確但更加復雜的模型。這對從事物理科學研究的人來說簡直無法容忍，因為他們的模型往往是建立在諸如理想球體、無限長的導線與點的質(zhì)量等概念的基礎上。現(xiàn)實世界中的復雜問題需要采用盡可能簡單的模型來解決。鑒于上述情況，我們將無限定義為極大，大到不會造成問題;而將零定義為極小，小到可以忽略。這一定義隨具體問題而有所變化。我們可選擇遠遠大于置位電阻的衰減器電阻來實現(xiàn)令人滿意的隔離效果。具體拓撲結(jié)構(gòu)如圖5所示。

　　圖 5 改進的單運算放大器可變電流源

　　就本拓撲結(jié)構(gòu)而言，衰減器電阻與置位電阻之間會有相互影響。負載電壓的計算如下式所示：

　　將兩個電壓項分開，就得到以下方程式：

　　去除隔離緩沖器會使電流略微增加，同時產(chǎn)生寄生阻抗。圖6給出其模型。

　　圖 6 上一圖給出的電流源模型