程控高精度恒流源设计

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1、硕士学位论文程控高精度恒流源设计DESIGNOFPROGRAMMABLEHIGHPRECISIONCURRENTSOURCE温英俊哈尔滨工业大学2011年6月中图分类号：TP273.5学校代码：10213UDC：621.3密级：公开工学硕士学位论文程控高精度恒流源设计硕士研究生：温英俊导师：彭宇教授申请学位：工学硕士学科、专业：仪器科学与技术所在单位：自动化测试与控制系答辩日期：2011年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP273.5U.D.C:621.3Dissert

2、ationfortheMasterDegreeinEngineeringDESIGNOFPROGRAMMABLEHIGHPRECISIONCURRENTSOURCECandidate：WenYingjunSupervisor：Prof.PengYuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：InstrumentScienceandTechnologyAffiliation：DepartmentofAutomaticTestandContr

3、olDateofDefence：June,2011Degree-Confirming-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要在工业领域中，越来越多的电子设备需要高精度、宽范围的恒流源设备提供稳定电流来驱动设备正常工作。但是目前大多数的恒流源产品都无法满足高精度电子设备的要求，少数满足要求的也因为价格昂贵、便携性差而无法获得广泛应用。而且对于恒流源的评定方法也没有统一的标准。本文以高精度恒流源及其评定方法为研究内容，提出了一种基于

4、模块设计的程控恒流源，使其具有电路结构简洁、输出精度高、稳定性强的优点。同时为了测试恒流源的性能，提出了一种适用于高精度恒流源的评定方法。本文首先通过分析传统恒流源技术以及国内外恒流源产品的现状，归纳总结出传统恒流源技术的优缺点。在此基础之上，通过对设计要求和技术指标的分析提出具体的设计方案。设计方案采用模块化设计思想，在提高电流输出范围和精度的同时，又具有良好的拓展性和可移植性。然后根据设计方案进行了各个功能模块的具体设计及误差分析，并论证了设计方案的可行性。通过对影响恒流源输出电流稳定性的因素进行

5、细致研究，明确了影响恒流源稳定性的因素。并指出提高系统稳定的关键在于DAC外围电路和V-I电路稳定性方面的设计。在软件上，采用FPGA固件设计实现了上位机对DAC输出电压的有效控制。最后在原航天部制定的标准基础上，通过借鉴直流标准恒流源检定方法的行业标准，对其进行了补充和完善，提出了适用于本设计的评定方法。按照提出的评定方法对恒流源的技术指标进行评定测量，实验数据证明输出电流的最大绝对误差要小于1μA、温漂系数小于1μA/℃，负载、稳定度等其他各项技术指标也均达到了预期的设计要求。因此，本设计提出的程

6、控恒流源及其评定方法，可以满足高精度电子设备的需求。关键词：恒流源；评定方法；模块化设计；高精度；宽范围-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractIntheindustrialfield,moreandmoreelectronicdevicesrequirehigh-precision,widerangeofconstantcurrentsourcedevicetoprovideastablecurrenttodrivethedevicetoworkproperly.Mostofthecur

7、rentsourceproductscannotmeettherequirementsofhigh-precisionelectronicequipment,evenmeettherequirementsbecauseofasmallnumberofexpensive,Becauseofthepriceandpoorportability,afewthatmeettherequirementscannotmeettherequirementsofthewidelyused.Inthispaper,hi

8、gh-precisioncurrentsourceanditsevaluationmethodarethestudyofthecontent.Thispaperproposesprogrammableconstantcurrentsourcebasedonmodule-baseddesign,whichhasasimplecircuitstructure,highoutputaccuracy,stabilityandstrongbenefits.Atth