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隔离电位器
接线图
2024年10月20日 19:21 28
admin
手动电位器有三个端子，分别为 VP+（最高电压端）、VP?（最低电压端）和 VPW（滑动端）。电位器由以下简化电路模拟。
目的是将电位器电位器电位器电压V PW 复制为电位器两端电压的 分数a ，
作为
其中a 的 范围从 0 到 1。上述电路输出V PW 作为电压，
在满量程 ( a = 1) 时，i O x R O = V P ，并且a通过 使用乘法器改变i O 而改变。差分 V/I 转换器将V P 转换 为乘法器 MULT 的电流输入。这是满量程i O ，由另一个 MULT 输入缩放，来自将控制电压（控制a）转换为乘法器输入电流的 V/I 转换器。
V P 到电流的转换 由运算放大器 HowLANd 电流源完成。它驱动 LM13700 IC 的两个跨导线性放大器之一，用作具有电流源输出的双象限乘法器。电流输入到连接到V P+ 的电流镜。LM13700 的另一半用作接地参考模拟控制电压 (0 V zs、4 V fs) 的输入，并输出到乘法器的 IX 输入引脚。Howland 电路将 (正) 电流源送到乘法器的 IY 输入。等电位电路图如下所示。
电流源
跟踪电流源是使用双运算放大器 U2 的一半作为 V/I 转换器来实现的。5.1 V 齐纳二极管的偏置电流使其电压通过 R3 接近 0 TC。运算放大器将参考 5.1 V 置于 R2 上，与微调电位器 VR1 串联。应调整此电位器，以便在 VPW 处获得正确的满量程输出，并将 4 V 施加到控制输入。产生的总电流为
它被分配到三个 BJT 中。电流由 R13、R14 和 R16 分配。Q4 和 Q6 传导 100 μA；Q1 传导 200 μA。
Howland电流源
U2A 是 Howland 电路的运算放大器，它将输入电压V P 转换为输出电流，该电流流入 U1B 的引脚 16 (IY)。由于运算放大器输入通过反馈保持相同电压，因此同相输入（引脚 2）将处于输出电压（引脚 3）。然后V P 跨越 R8 + R7。由于 VP+ 和 VP? 被视为独立电压，因此除非V P 是跨 VP 输入放置的隔离电压源 ，否则 R7 和 R8 中的电流不一定相等 。VP+ 将导致电流流入 R7，该电流与来自运算放大器输出的电流通过 R4 合并为所需的输出电流。该电流将在运算放大器输入端产生某个输出电压V L ，从而导致电流流入 R6，该电流也必须流入 R5。该电流决定运算放大器输出电压V o 。如果V L 增加，则运算放大器的反相电路将导致V o 增加，从而自举 R4 以保持输出电流保持不变。
反相和非反相反馈路径必须跟踪以消除V L 对输出电流的影响 。仅当满足以下条件时，Howland 运算放大器电路才可用作电流源：
目的是将电位器电位器电位器电压V PW 复制为电位器两端电压的 分数a ， 作为 其中a 的 范围从 0 到 1。上述电路输出V PW 作为电压， 在满量程 ( a = 1) 时，i O x R O = V P ，并且a通过 使用乘法器改变i O 而改变。差分 V/I 转换器将V P 转换 为乘法器 MULT 的电流输入。这是满量程i O ，由另一个 MULT 输入缩放，来自将控制电压（控制a）转换为乘法器输入电流的 V/I 转换器。以下设计仅限于非负端电压，但通过使用负电源（而不是接地 - V EE ），电位器电压可以轻松扩展到负电压。该方案如下所示。
V P 到电流的转换 由运算放大器 HowLANd 电流源完成。它驱动 LM13700 IC 的两个跨导线性放大器之一，用作具有电流源输出的双象限乘法器。电流输入到连接到V P+ 的电流镜。LM13700 的另一半用作接地参考模拟控制电压 (0 V zs、4 V fs) 的输入，并输出到乘法器的 IX 输入引脚。Howland 电路将 (正) 电流源送到乘法器的 IY 输入。等电位电路图如下所示。
电流源跟踪电流源是使用双运算放大器 U2 的一半作为 V/I 转换器来实现的。5.1 V 齐纳二极管的偏置电流使其电压通过 R3 接近 0 TC。运算放大器将参考 5.1 V 置于 R2 上，与微调电位器 VR1 串联。应调整此电位器，以便在 VPW 处获得正确的满量程输出，并将 4 V 施加到控制输入。产生的总电流为
它被分配到三个 BJT 中。电流由 R13、R14 和 R16 分配。Q4 和 Q6 传导 100 μA；Q1 传导 200 μA。Howland电流源
U2A 是 Howland 电路的运算放大器，它将输入电压V P 转换为输出电流，该电流流入 U1B 的引脚 16 (IY)。由于运算放大器输入通过反馈保持相同电压，因此同相输入（引脚 2）将处于输出电压（引脚 3）。然后V P 跨越 R8 + R7。由于 VP+ 和 VP? 被视为独立电压，因此除非V P 是跨 VP 输入放置的隔离电压源 ，否则 R7 和 R8 中的电流不一定相等 。VP+ 将导致电流流入 R7，该电流与来自运算放大器输出的电流通过 R4 合并为所需的输出电流。该电流将在运算放大器输入端产生某个输出电压V L ，从而导致电流流入 R6，该电流也必须流入 R5。该电流决定运算放大器输出电压V o 。如果V L 增加，则运算放大器的反相电路将导致V o 增加，从而自举 R4 以保持输出电流保持不变。
反相和非反相反馈路径必须跟踪以消除V L 对输出电流的影响 。仅当满足以下条件时，Howland 运算放大器电路才可用作电流源：
输出电流，来自所示极性V P 的电路 ，是
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