一種數(shù)控恒流源電路的設計

3 電路分析及測試

3.1 測試方法

外接220v 交流電源，數(shù)字萬用表，低頻毫伏表，測試需準備以上幾種儀器。具體測試方法(如圖4 所示)。圖中取樣電阻為RS,負載電阻為RL.

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1 和2 兩端的值用萬用表測為實測值電流值，3 和4 兩端的值用低頻毫伏表測為輸出紋波電壓值。為了比較真實值與測量值之間的誤差，我們選定了20-2000ma 八個值進行比較，誤差計算公式為：

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在公式中測量值為I2,顯示值為I1.

3.2 測試結果

設定值和測量值之間的誤差，當測量十次改變負載電阻時為：RL=8Ω，設定值為I3,C1=(I2-I3)/I3 為測量誤差。測量誤差的標準偏差：RL=18Ω，S1=0.0036ma,S1=0.0031ma.設定值和顯示值之間的誤差為：RL=8Ω 時，C2=(I1-I3)/I3 為測量誤差，RL=20Ω，S2=0.0041ma,S2=0.124ma, 為測量誤差的標準偏差。誤差的百分率變化范圍在0.017 至0.36 之間。

4 控制部分

本文所介紹的系統(tǒng)是對輸出電流進行雙路控制，也就是有兩種控制信號的來源方式，一種是根據(jù)工業(yè)應用的需求，通過A/D采樣獲取控制信號，根據(jù)在匯編程序中多次的數(shù)據(jù)實測，將固定的表格設計好，把控制數(shù)據(jù)通過查表給D/A 輸出，使恒流源單元所產(chǎn)生的對應穩(wěn)定電流得到控制。利用手動輸入的方式，對用戶輸入的理想電流值進行判斷，然后根據(jù)查表，由D/A 來實現(xiàn)控制數(shù)據(jù)的輸出，以此獲得相應大小的電流，該功能還可以讓電流的初值用戶進行預設。以上兩種控制方法是不能同時起作用的，通過程序可以實現(xiàn)自動采樣和鍵盤這兩種不同控制方式進行自動切換。在同時使用LED 交互顯示時，為A/D 采樣控制時，輸出電流的大小要實時顯示;為鍵盤控制時，用戶的輸入狀況則要顯示。

參照輸入電壓和恒流源輸出電流的關系來制表，而且可以將一些非線性問題在指標過程與予以修正。在制表的過程中由于還需要分寫考慮到A/D 的應用情況和鍵盤輸入初值有差別所造成的情況。以鍵盤初值為例來考慮：若10ma 是用戶輸入的電流，1v 為其所對應的控制電壓，(00110010)2=(50)10 為間接對應的8 位二進制數(shù)，那么(00110010)2 則為軟件表中所對應的值。

A/D 采樣控制與鍵盤方式基本一致，只是多了一個對采樣值的判斷。

5 軟件程序的設計

首先對包括：8297 工作狀態(tài)的初始化;自動采樣控制標志位和標識鍵盤手動操作的初始化;中斷初始化;一些用到的寄存器的初始化，整個系統(tǒng)進行初始化。規(guī)定F0=1 時為A/D 采樣控制，F(xiàn)0=0 時為鍵盤控制，初始寫初始設定狀態(tài)，此處為鍵盤的狀態(tài)，LED 數(shù)碼管顯示為P,也是表示鍵盤狀態(tài)，啟動D/A 進行轉換。并等待鍵盤按下，開始循環(huán)等待。當中還加入了一些如：A/D 采樣控制顯示A;鍵盤控制狀態(tài)為P,確定按鈕顯示等交互的顯示是E.

6 小結

本文的這種數(shù)控恒流源是基于單片機來設計，在工業(yè)生產(chǎn)和應用中具有實時采樣控制的特點，應用需要是用對應大小恒定的電流作為下級控制的信號來實現(xiàn)鍵盤手動輸入和采樣自動輸入的雙重控制，而且能自由地切換兩種控制方式下的數(shù)控恒流源電路，這種數(shù)控恒流源線性良好，電流輸出穩(wěn)定。在污水處理的加藥環(huán)節(jié)上，可以通過對加藥閥門的開啟度進行控制，從來達到控制加藥量的作用，經(jīng)過認定，在對必要軟件進行相應的調整后，一些工業(yè)應用需求完全可以得到滿足。