消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對輸出電流影響的恒流輸出電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對輸出電流影響的恒 流輸出電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 在數(shù)字萬用表對電阻的高精度測試中，需要用到高穩(wěn)、高精度的恒流源輸出準(zhǔn)確 測試電流，以完成對電阻的高精度測試。在實際電路設(shè)計中，由于受到電流切換開關(guān)的導(dǎo)通 電阻影響，恒流源輸出的電流會出現(xiàn)偏差，進(jìn)而導(dǎo)致數(shù)字萬用表對待測量電阻的測試結(jié)果 出現(xiàn)偏差。
[0003] 為了克服電流切換開關(guān)的導(dǎo)通電阻對恒流源輸出的影響，目前所采用的技術(shù)手 段，普遍是通過降低電流切換開關(guān)的導(dǎo)通電阻，以減緩導(dǎo)通電阻所承受的壓降，進(jìn)而降低恒 流源的輸出誤差。
[0004] 而導(dǎo)通電阻的大小通常是電流切換開關(guān)的材料性質(zhì)決定的。那么，更變電流切換 開關(guān)的導(dǎo)通電阻的兩種方法：其一，在電流切換開關(guān)周邊連接外圍電路作為導(dǎo)通電阻的補(bǔ) 償，其二，是更變電流切換開關(guān)的設(shè)計材料，這兩種方面都存在明顯的缺陷，不夠簡便、經(jīng) 濟(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是克服或減緩至少上述缺點中的部分，特此提供一種消除開關(guān)導(dǎo)通 電阻對輸出電流影響的恒流輸出電路，其包括，
[0006] 電流發(fā)生單元；
[0007] 等效電阻，一端通過電流發(fā)生單元接地，另一端通過第一變阻單元與外部電路耦 接；
[0008] 電壓跟隨單元，具有電壓輸入端和電壓跟隨端，所述電壓輸入端與穩(wěn)壓源連接，所 述電壓跟隨端連接第一變阻單元相對等效電阻的另一端；
[0009] 等效電壓源，連接在等效電阻和第一變阻單元之間。
[0010] 優(yōu)選地，所述電流發(fā)生單元包括第一放大器，所述第一放大器的一輸入端耦接有 第一電壓源，另一輸入端通過第二變阻單元接地，且分別與等效電阻和電壓跟隨單元連接。
[0011] 優(yōu)選地，所述第一放大器相對第一電壓源的另一輸入端通過第一開關(guān)元件分別與 與等效電阻和電壓跟隨單元連接，所述第一開關(guān)元件的控制極與第一放大器的輸出端連 接。
[0012] 優(yōu)選地，所述第二變阻單元包括第二模擬開關(guān)，所述第二模擬開關(guān)具有至少一輸 入端，一輸出端和一控制端，其輸入端分別通過不同阻值的電阻接地，其輸出端與第一放大 器的輸出端連接，其控制端與外部控制電路連接。
[0013] 優(yōu)選地，所述電壓跟隨單元包括第二放大器，所述第二放大器的一輸入端與電流 發(fā)生單元連接，另一輸入端與第一變阻單元相對等效電阻的另一端連接。
[0014] 另外，所述第二變阻單元相對第二放大器的一端通過第二開關(guān)元件與外部電路連 接，所述第二開關(guān)元件的控制極與第二放大器的輸出端連接。
[0015] 優(yōu)選地，所述第一變阻單元包括第一模擬開關(guān)，所述第二模擬開關(guān)具有至少二個 輸入端，一輸出端和一控制端，其輸入端分別通過不同阻值的電阻與等效電阻連接，其輸出 端與外部電路連接，其控制端與外部控制電路連接。
[0016] 優(yōu)選地，所述等效電壓源包括穩(wěn)壓管和第二電壓源，所述穩(wěn)壓管的正極連接在等 效電阻和第二變阻單元之間，其負(fù)極與第二電壓源連接。
[0017] 本發(fā)明通過電流發(fā)生單元在等效電阻相對第二變阻單元的另一端產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)參考 電流以及標(biāo)準(zhǔn)參考電壓；標(biāo)準(zhǔn)參考電流流經(jīng)等效電阻，產(chǎn)生等效壓降；標(biāo)準(zhǔn)參考電壓經(jīng)電 壓跟隨器隔離后輸出至第二變阻單元相對等效電阻的另一端。在第二變阻單元產(chǎn)生與等效 壓降數(shù)值相同的電壓降，則第二變阻單元自身阻值與其流經(jīng)電流呈比例變化，流經(jīng)第二變 阻單元的電流即是輸出電流，有效地規(guī)避了電流切換開關(guān)在進(jìn)行切換操作時，由于其存在 的導(dǎo)通電阻，而引起輸出電流非線性變化的問題。
【附圖說明】
[0018] 現(xiàn)在將參照所附附圖更加詳細(xì)地描述本發(fā)明的這些和其它方面，其所示為本發(fā)明 的當(dāng)前優(yōu)選實施例。其中： 圖1為本實施例的第一模擬開關(guān)的接線圖； 圖2為放大器U1的外圍電路圖； 圖3為本實施例的主電路圖； 圖4為本實施例的等效電路圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖和具體實例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本 發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種 等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0020] 如圖1至圖3所示，一種消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對輸出電流影響的恒流輸出電路，其包 括電流發(fā)生單元，等效電阻R4、電壓跟隨單元和等效電壓。
[0021] 如圖1和圖2所示，電流發(fā)生單元包括第一模擬開關(guān)型號為MAX329的第一模擬開 關(guān)M1，該第一模擬開關(guān)Ml具有的控制引腳A0與外部控制電路連接，其引腳（S1A、S1B)通過 電阻R1接地，引腳（S2A、S2B)通過電阻R2接地，引腳（S3A、S3B、S4A、S4B)接地，引腳（DA) 與放大器U1的反相輸入端，引腳（DB)與開關(guān)管Q1的輸入端連接。放大器U1的正相輸入 端耦合有輸出2. 5V電壓的第一電壓源，其輸出端與開關(guān)管Q1的控制極連接，開關(guān)管Q1的 輸出端連接在等效電阻R4與電壓跟隨單元之間。
[0022] 結(jié)合上述電路結(jié)構(gòu)的電流發(fā)生單元，外部控制電路由控制引腳A0輸入控制信號， 使引腳DA與引腳DB短接且通過電阻R1或電阻R2接地。本實施例設(shè)電阻R1為50. 00K Ω， 電阻R2為500. 0ΚΩ ;則標(biāo)準(zhǔn)參考電流II為〇. 00005A和0. 000005A。本實施例的等效電阻 R4的壓降為IV或者0.1 V。
[0023] 如圖3所示，本實施例的電壓跟隨單元包括放大器U2,其正相輸入端與開關(guān)管Q1 的輸出端連接。第一變阻單元由第二模擬開關(guān)U2替換，第二模擬開關(guān)U2亦選用型號為 MAX329的多路復(fù)用器，其控制引腳（AO、A1)連接外部控制電路，引腳（S1A、S1B)通過電阻 Rxl與等效電阻R4連接，引腳（S2A、S2B)通過電阻Rx2與等效電阻R4連接，引腳（S3A、S3B) 通過電阻Rx3與等效電阻R4連接，引腳（S4A、S4B)通過電阻Rx4與等效電阻R4連接，引腳 DA連接放大器U2的反相輸入端，引腳DB通過開關(guān)管Q2與外部電路連接，開關(guān)管Q2的控制 極與放大器U2的輸出端。等效電壓源包括穩(wěn)壓管D1和輸出15V電壓的第二電壓源，穩(wěn)壓 管D1的正極連接在等效電阻R4相對放大器U2的另一端。
[0024] 那么，在外部控制電路通過第二模擬開關(guān)U2的控制引腳（A0、A1)，使電阻（Rxl或 Rx2或Rx3或Rx4)連接在開光管Q2和等效電阻R4之間時，該電阻（Rxl或Rx2或Rx3或 Rx4)的壓降與等效電阻R4的壓降一致，則本實施例電阻（Rxl或Rx2或Rx3或Rx4)的壓降 為定值〇. IV或IV，其流經(jīng)的電流lout則與其阻值成比例變化。
[0025] 如圖4所示，本實施例的一種消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對輸出電流影響的恒流輸出電路 的等效電路，其連接關(guān)系是電壓跟隨單元的一端依次通過等效電阻R4、第一變阻器RX1與 外部電路連接，第二變阻器RX2 -端與等效電阻連接，另一端接地，穩(wěn)壓管D1的正極連接在 等效電阻R4和第一變阻器RX1之間，其負(fù)極與第二電壓源V2連接，第一電壓源VI與電壓 跟隨單元連接。
[0026] 通過上述電路設(shè)計，該第二變阻器RX2流經(jīng)的電流是I，由于電壓跟隨單元的 ΚΛ Z n*R4 兩端具有電壓隔離性質(zhì)，則等效電阻R4的壓降為一同時，由于電壓跟隨單元兩端的 ΚΛ. Z 電壓均為VI，則第一變阻器RX1相對等效電阻R4的另一端的電壓為VI，則等效電阻R4與第 F1*R4 n*R4 一變阻器RX1具有相同的壓緊，即一^-，那么第一變阻器RX1流經(jīng)的電流為^^7? RX 2 ΚΧ ΚΛ 1
[0027] 由上述，等效電路的輸出電流僅與第一變阻器和第二變阻器的阻值相關(guān)或者是僅 關(guān)注流經(jīng)第二變阻器RX2的電流和第一變阻器RX1的電流大小。
【主權(quán)項】
1. 一種消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對輸出電流影響的恒流輸出電路，其特征在于包括， 電流發(fā)生單元； 等效電阻，一端通過電流發(fā)生單元接地，另一端通過第一變阻單元與外部電路耦接； 電壓跟隨單元，具有電壓輸入端和電壓跟隨端，所述電壓輸入端與穩(wěn)壓源連接，所述電 壓跟隨端連接第一變阻單元相對等效電阻的另一端； 等效電壓源，連接在等效電阻和第一變阻單元之間。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對輸出電流影響的恒流輸出電路，其特征 在于， 所述電流發(fā)生單元包括第一放大器，所述第一放大器的一輸入端耦接有第一電壓源， 另一輸入端通過第二變阻單元接地，且分別與等效電阻和電壓跟隨單元連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對輸出電流影響的恒流輸出電路，其特征 在于， 所述第一放大器相對第一電壓源的另一輸入端通過第一開關(guān)元件分別與與等效電阻 和電壓跟隨單元連接，所述第一開關(guān)元件的控制極與第一放大器的輸出端連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對輸出電流影響的恒流輸出電路，其特征 在于， 所述第二變阻單元包括第二模擬開關(guān)，所述第二模擬開關(guān)具有至少一輸入端，一輸出 端和一控制端，其輸入端分別通過不同阻值的電阻接地，其輸出端與第一放大器的輸出端 連接，其控制端與外部控制電路連接。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對輸出電流影響的恒流輸出電路，其特征 在于， 所述電壓跟隨單元包括第二放大器，所述第二放大器的一輸入端與電流發(fā)生單元連 接，另一輸入端與第一變阻單元相對等效電阻的另一端連接。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對輸出電流影響的恒流輸出電路，其特征 在于， 所述第二變阻單元相對第二放大器的一端通過第二開關(guān)元件與外部電路連接，所述第 二開關(guān)元件的控制極與第二放大器的輸出端連接。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對輸出電流影響的恒流輸出電路，其特征 在于， 所述第一變阻單元包括第一模擬開關(guān)，所述第二模擬開關(guān)具有至少二個輸入端，一輸 出端和一控制端，其輸入端分別通過不同阻值的電阻與等效電阻連接，其輸出端與外部電 路連接，其控制端與外部控制電路連接。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對輸出電流影響的恒流輸出電路，其特征 在于， 所述等效電壓源包括穩(wěn)壓管和第二電壓源，所述穩(wěn)壓管的正極連接在等效電阻和第二 變阻單元之間，其負(fù)極與第二電壓源連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對輸出電流影響的恒流輸出電路，其包括，電流發(fā)生單元；等效電阻，一端通過電流發(fā)生單元接地，另一端通過第一變阻單元與外部電路耦接；電壓跟隨單元，具有電壓輸入端和電壓跟隨端，所述電壓輸入端與穩(wěn)壓源連接，所述電壓跟隨端連接第一變阻單元相對等效電阻的另一端；等效電壓源，連接在等效電阻和第一變阻單元之間。本發(fā)明有效地規(guī)避了電流切換開關(guān)在進(jìn)行切換操作時，由于其存在的導(dǎo)通電阻，而引起輸出電流非線性變化的問題。
【IPC分類】G01R1/28
【公開號】CN105510654
【申請?zhí)枴緾N201510930467
【發(fā)明人】姜付彬, 夏磊
【申請人】中國電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月9日