icp加速度传感器调理电路设计本科毕业设计

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1、重庆大学生本科毕业设计（论文）第三章恒流源模块的设计重庆大学生本科毕业设计（论文）第三章恒流源模块的设计第三章恒流源模块的设计3.1供电电路的总体设计我们所需要设计的供电电路为恒流源电路，要求输出的电流是保持精密稳定的电流源，而理想的恒流源应该具有以下几个基本特点：（1）不因负载大小变化而变化；（2）不因环境温度变化而改变；（3）自身阻抗为无限大。　能够提供恒定电流的电路即为恒流源电路，又称为电流反射镜电路，如图3.1所示。恒流电路U0RLU1I00U0图3.1恒流源实际应用的电路图和理想输出特性图ICP加速度传感器的输出信号是带有一定的直流分量的模拟信号，因此不能直接被A/D采集电路

2、采集，恒流源模块必须为其供给恒流电，并同时将传感器输出信号调理成标准的信号（如±5V）。原理图见图3.2：恒流源信号输入信号调理电路输出直流电源图3.2恒流源电路原理图因为ICP传感器本身输出的信号就是已经被放大了的，因此干扰对其的影响微乎其微，甚至可以忽略，信噪比高，即使在条件恶劣的工厂环境下，ICP加速度传感器也都可以正常使用。故需要为ICP传感器设计一个合适的恒流源电路。3.2供电电路的实现恒流源的设计实现有很多的方法最简单的恒流源电路就是FET或者重庆大学生本科毕业设计（论文）第三章恒流源模块的设计恒流二极管，但是这些电路实现的恒流源的稳定度也是比较差的，我们对折现恒流源电路进

3、行分析，选出一种适合我们ICP传感器供电电路的。3.2.1采用集成运放构成的线性恒流源其结构原理图如图3.3所示：图3.3集成运放构成的线性恒流源如图3.3所示其工作原理是：电源的波动降低Uin,从而负载电流会响应减小,则取样电压US也将随之减小,从而使US与基准电压的差值(US-Uref)相应减小。由于U1A为反相放大器,因此其输出电压Ub=(R5/R4)×Ua升高,从而通过调节环节使US升高，恢复到原来的稳定值,保证了US的电压稳定,也就稳定了电流调整RW,能够调节出大小在0～4A之间的电流。它实现的是较大的恒流源电流，而我们的ICP传感器所需要的是小电流，所不适合我们作为我们IC

4、P传感器的恒流源。3.2.2采用集成稳压器构成的开关恒流源图3.4采用集成稳压器构成的开关恒流源如图3.4所示，LM7824为常用的24V三端稳压器，RW为可调电阻，RL为负载电阻。通过调节可变电阻器RW的值，来改变输出电流,这个电路的输出电流为:重庆大学生本科毕业设计（论文）第三章恒流源模块的设计.……………………………………(式3.1)由于7824本身的稳压就存在误差，而且此电路实现的也主要是较大电流，因此也是不适合做我们的ICP传感器的供电电路。3.2.3采用LM334芯片实现恒流源采用单片集成芯片LM334给ICP提供恒流源电路，LM334是三端恒流器，使用起来很方便。可调电流

5、来源具有10000:1的工作电流范围，优秀的电流调节电压和宽动态范围为1V至40V的。最简单的恒流源只需一个外部电阻而不需要其他地方电路就能实现。初始电流精度为±3％。图3.5LM334构成恒流源如图3.5所示用此电路结构简单，只需要一个外接电阻就能实现从4uA到10mA的恒流输出，因此我们选用LM334来搭建我们的恒流源供电电路。3.2.4LM334搭建恒流源LM334的特性：1.工作电压从1V~40V2.0.02％/V电流调节。3.可编程的电流范围1uA~10mA。4.真正的两端操作。5.能够作为指定的温度传感器6.初始精度为±3％。如图3.6所示为我们所用到的LM334的封装图重

6、庆大学生本科毕业设计（论文）第三章恒流源模块的设计图3.6LM334的封装芯片的典型的性能特性如图3.7所示：图3.7LM334的性能特性图如图3.7所示，计算通过LM334（的）的电流的总和是通过设置电阻（）和LM334的偏置电流（）的和，如图3.5所示为电流的流过情况。只要在R端和U之间连接一个电阻就可构成不用独立电源的横流浮置电流源，改变大小就可改变恒流源的电流值，并有=67.7mV/选择不用的可使恒流源从1uA到10mA连续可调。………………………(式3.2)由于（给定的设置电流）在中占很小的比例，因此可以等效的写成：重庆大学生本科毕业设计（论文）第三章恒流源模块的设计图3.8

7、温度影响在这里n是其中n是ISET的比例在指定的IBIAS电气特性部分，并显示在图3.8。由于n通常为2μA≤18≤ISET的，该方程可进一步简化为：……………………………(式3.3)作为一个零点温度系数电流源的应用,增加一个二极管和一个电阻在一般的LM334电路上就能够消除LM334温度系数的影响特性。电路如图3.9所示：图3.9改进后的LM334恒流源如图3.9所示，它通过加二级管来消除由于温度变化所引起的电流漂移，要设置的电流Iset是电