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交流恒流源設計

發(fā)布時間: 2016-10-28 16:04:14    關注量:2007

交流恒流源是能夠產(chǎn)生輸出交流電流相對恒定的電源.是現(xiàn)代低壓電器檢測設備的核心組件.

交流恒流源的設計,一般需要兩個步驟來完成.首先要產(chǎn)生一個正弦波信號的電壓,然后再把所產(chǎn)生的電壓轉(zhuǎn)化為我們需要的恒定大小的電流.也就是說需要兩個電路模塊:正弦波振蕩電路模塊和電壓電流轉(zhuǎn)換電路模塊.

 用于產(chǎn)生正弦波的電路有很多種,一般有RC正弦波振蕩電路、LC正弦波振蕩電路和石英晶體振蕩電路.而RC正弦波振蕩電路又分為RC移相振蕩電路和RC選頻振蕩電路;LC正弦波振蕩電路也可分為變壓器耦合反饋式振蕩電路、電容反饋式振蕩電路、電感反饋式振蕩電路和LC差分振蕩電路.
RC正弦波選頻振蕩電路

RC選頻振蕩器是利用具有選頻特新的RC網(wǎng)絡篩選出滿足起振條件的信號而實現(xiàn)振蕩.當信號頻率從零逐漸變化到無窮大時,輸出電壓的相位將從+90°逐漸變化到-90°.因此,對于RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡,必定存在一個頻率f0,當f=f0時,輸入電壓=輸出電壓.通過計算可求出RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡的頻率.如圖求RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡的頻率的特性:


求RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡的頻率的特性圖

因為正弦波振蕩器的起振條件是>1,從幅頻特性曲線可得,當f=f0時,F=1/3,所以當A>3時,即RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡匹配一個電壓放大倍數(shù)略大于3的正反饋放大器時,就可構(gòu)成正弦波振蕩器.經(jīng)過計算得:Rf>2R1.所以起振的具體條件是Rf的取值應略大于2R1.

利用二極管作為非線性環(huán)節(jié)圖

為了穩(wěn)定輸出電壓的幅值,應在電路中加入非線性環(huán)節(jié).可在Rf回路串聯(lián)兩個并聯(lián)的二極管,如上圖所示,利用電流增大時二極管動態(tài)電阻減小、電流減小時二極管動態(tài)電阻增大的特點,從而使輸出電壓穩(wěn)定.

比例系數(shù)為:求值公式

電路圖

電壓--電流轉(zhuǎn)換電路,由于電路引入了負反饋,A1構(gòu)成同相求和運算電路,A2構(gòu)成電壓跟隨器.圖中R1=R2=R3=R4=R,因此經(jīng)分析推導可得求電流公式

電壓與電流轉(zhuǎn)換電路圖


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