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(2)、如果恒流源的电流值过小,在测试时输出的信号就会很小,为了使测量的信号满足A/D的要求就必须加大放大电路的放大倍数,这样就加大了系统的误差。综合考虑上述两个原因,本系统中恒流源的电流值定为0.5mA。恒流源电路设计中使用了TLC2652高精度斩波稳零运算放大器[2]和电压基准源TL431。 TLC2652斩波稳零的工作方式使其具有优异的直流特性,失调电压及其漂移、共模电压、低频噪声等特点。TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调的电压基准源,它的输出电压可以在2.5V到36V范围内设置。
在设计恒流源时,电压基准源TL431使得A、B两端的电压为2.5 V,B点与TLC2652的3脚的电位相等,而TLC2652的3脚与其2脚虚短,即3脚与2脚的电位相等,也就相当于B点与TLC2652的2脚电位相等,即R1两端的电压与A、B两端的电压相等,也为2.5V,从而可以计算出流过R1的电流I1为0.5mA。TLC2652的2脚与其3脚虚断,也就是说TLC2652的2脚没有电流输出,所以有I2=I1。换言之就是我们在C处得到0.5mA的恒流输出[4、5]。
四、放大电路的设计
由于所测出的Pt电阻温度传感器两端的电压信号较弱,所以此电压在进行A/D转换之前必须经过放大电路(如图3所示)的放大。
本系统中放大电路的输入信号在50mV~70mV之间,所用A/D转换的电压范围为0V~2.5V,经过计算,放大电路的放大倍数为35倍左右时可以满足A/D转换的要求。普通的运算放大器的输入失调电压一般在数百微伏以上,失调电压的温度系数在零点几微伏以上。虽然输入失调电压可以被调零,但其漂移则是难以消除的。而斩波稳零型运算放大器TLC2652提供了一种解决微信号放大问题的廉价方案。斩波稳零的工作方式使TLC2652具有优异的直流特性,失调电压为0.5μV(典型值)~1μV(最大值);输入失调漂移电压为0.003μV/℃(典型值),失调电压长期漂移为0.003μV/月[3][8]。经过计算,TLC2652的性能参数可以满足本系统测量精度的要求,所以本系统的放大电路中的运放采用了TLC2652。
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