求助：分析DAC程控线性恒流源输出电流的线性度不好的原因

X-savage

想做一个DAC程控的高精度线性恒流源，搭了仿真电路之后，发现线性度并不好。由于模电这块的基础不太好，具体也分析分析不出来是哪里的原因。
所以希望求助：（1）分析一下电路线性不好的原因。
                     （2）在DAC输出稳定，且精度较高的情况下，能否做到高精度的横流输出。
                     （3）这种电路的相应速度如何。

具体电路如下图：（1）电路原理

分析电路应该安培表上的输出电流应该是Iout=Vdac/(20*R8)
情况1.R8=100mR，Vdac=4V，则Iout=2A
如下图：（2）Vdac=4，Iout=2A

情况2.R8=100mR，Vdac=8V，理论上Iout=4A，但是仿真Iout=3.99A。
如下图：（3）Vdac=8，Iout=3.99A

还有一个情况是，Iout=2A的情况下，是在我调节了正反馈电阻R6，R7的情况下得到的。改变R6或者R7的值都会改变Iout的输出。我测试中发现改变R6能较大的影响Iout=Vdac/(20*R8)的输出。也想探究一下这里正反馈的一些机理。

alias

0. LM324 改用仪放
1. IRF640 改用 逻辑电平型号
2. 取消 R7 10M
3. R6 改用 10K

X-savage

alias 发表于 2016-6-9 15:02
0. LM324 改用仪放
1. IRF640 改用 逻辑电平型号
2. 取消 R7 10M

感谢回复，我还有几个问题想问一下。
0.我觉得电流信号采集放大可以用仪放。但是上面的开环运放也可以用吗？
1.如果去掉10M，那么就成了开环放大了。会不会可能出现震荡的情况。对于这种开环反馈的方式不是太懂。如果出现震荡，又该如何抑制？
2.假如我输入在一上电就在Vdac处一个电压，在反馈环路没建立起来之前，运放一瞬间的饱和输出，而导致负载端瞬间电流增大的问题会不会存在，如存在又如何解决呢？

locky_z

你为啥要用正反馈？
去掉10M吧，整体还是闭环的，你这里有R1(56欧）将运放输出和MOS电容隔开了，一般不会有振荡。如果振荡，56欧后面加一个几nF的对地电容。

RAMILE

消除振荡一般就加个积分电容，降低系统的高频增益

运放的失调电压对偏差有影响，建议用OP07

electricdream

你的电路只是实现了电源的基本逻辑，如果想让他正常工作是不可能的，或者说只能某个范围内稳定工作，若想做好的话，建议去看一篇文章《一步一步做个电流源》，论坛里有一部分，不完整，好像在电子发烧友上有完整版。

cocom

恒流源很容易在某些点（会有很多点）出现振荡。
看你图中用的是LM324，那这多点振荡是逃不掉的。
改用速度好一点的运放，会解决你的多数问题。
用MOS恒流源，不是理想的选择，应该用三极管。MOS管做恒流源的驱动，要有深厚的模电理论与实践基础的，最起码不会出现LZ位的问题，并应该知道出问题的原因。

X-savage

RAMILE 发表于 2016-6-10 09:46
消除振荡一般就加个积分电容，降低系统的高频增益

运放的失调电压对偏差有影响，建议用OP07 ...

谢谢，这个我有想过，回头加一下试试。

X-savage

cocom 发表于 2016-6-10 11:22
恒流源很容易在某些点（会有很多点）出现振荡。
看你图中用的是LM324，那这多点振荡是逃不掉的。
改用速度 ...

对于选用mos还是bjt没有太清楚的认识，只是参考别人的设计。劳烦能否告知用mos可能出现的问题。我做这个还只是个学习者的身份，希望多收获一点经验。谢谢！

X-savage

electricdream 发表于 2016-6-10 10:12
你的电路只是实现了电源的基本逻辑，如果想让他正常工作是不可能的，或者说只能某个范围内稳定工作，若想做 ...

现在确实只在逻辑上通了，而且还只是做了Tina的仿真，后面需要实际搭电路测试一下。感谢指点！

X-savage

locky_z 发表于 2016-6-9 23:05
你为啥要用正反馈？
去掉10M吧，整体还是闭环的，你这里有R1(56欧）将运放输出和MOS电容隔开了，一般不会有 ...

在后端加电容担心产生极点，是不是更容易震荡呢？

myrgb

《一步一步做个电流源 》哪位网友分享下完整版，非常感谢

碧海航歆

mark,学习

673104326

你的线性度想有多好？ 千分之一？万分之一？

当你想实现较高的线性度的时候，如果运放本身的指标已经很好，那很多时候决定因素不是运放本身，而是外围器件，电阻之类的精度，想实现千分之一的精度，那电阻起码是要千分之一起步了。

然后你仿真的电路在不加任何补偿器件的器件下能稳定工作就很不错了，尤其是你还加入了正反馈。给你两个仿真图你可以参考下，加入了两个补偿电容。

第一个是针对LM358的，你会看到精度会随着输入信号的增大而逐渐改善，从最坏的1%左右到0.1%左右。

而OP07的则没有改善太多，始终是0.03%左右，这得益于它的偏置电压很小。当然实际电路会受到电阻精度(尤其是采样电阻、同相放大增益设置电阻)，噪声等影响，肯定不会有这么好。

ibmx311

这个我做了不少，实际电路就是这样的，电阻也是90k和10k的，这两个电阻至关重要，必须要2.5ppm的0.01%的，价值不菲还有那个0.1的检流电阻，价值也不菲，我运放用的是OP177，比07稍好一些，主要是心里作用吧。DAC用的是DAC1220，校准需要半个多月大约20天吧。然后整机老化半个月，总之折腾下来代价很大，反而就是基准最简单，用的max6325，很稳定超出我的预期，比LM399省事多了。

tianheyun12

MARK下 稳定和精度不好搞啊。

sweet_136

ibmx311 发表于 2016-12-19 09:17
这个我做了不少，实际电路就是这样的，电阻也是90k和10k的，这两个电阻至关重要，必须要2.5ppm的0.01%的， ...

请问一下.您的方案,是和楼主的一样的吗?

还是和你楼上的一样..

qumei

LM324前面差分电阻太小，导致分流