直流電流源廣泛應(yīng)用于電子參數(shù)測量,具有高準(zhǔn)確度和高穩(wěn)定度的精密直流電流源則在電阻/電阻率測量、光電元件如led和半導(dǎo)體激光器測試,以及工業(yè)4—20ma電流環(huán)變送等高精度應(yīng)用中用于確保測量的高可信度。 市場上的精密直流電流源根據(jù)設(shè)計結(jié)構(gòu)劃分為兩種主要類型,數(shù)字表頭監(jiān)測的傳統(tǒng)型和內(nèi)部具有微處理器的現(xiàn)代儀器。二者*顯著的區(qū)別在于,微處理器型產(chǎn)品,例如樂真科技的f2000精密直流電流源,其輸出電流可按預(yù)先設(shè)置的數(shù)值輸出,這種預(yù)先設(shè)置通常通過鍵盤輸入設(shè)定值完成,而數(shù)字表頭監(jiān)測型產(chǎn)品則必須通過調(diào)節(jié)電位器旋鈕使輸出電流的監(jiān)測值緩慢接近并達(dá)到設(shè)置值。 盡管這兩種類型的電流源核心模擬電路很類似,但設(shè)計結(jié)構(gòu)的差異仍然使二者在性能和可操作性上顯示出明顯的差別。以f2000為例,這些不同點主要體現(xiàn)于以下方面:(1)輸出電流穩(wěn)定度和可重復(fù)性 f2000的輸出電流由使用者通過鍵盤輸入至微處理器,并由微處理器控制下的dac執(zhí)行。相對調(diào)節(jié)電位器觀測表頭的操作方式,這一過程中的不確定因素更少,并且不存在模擬電路環(huán)節(jié)中的機械觸點,因此具有更高的輸出電流穩(wěn)定度和可重復(fù)性。數(shù)字表頭監(jiān)測型產(chǎn)品必須依靠調(diào)節(jié)電位器旋鈕完成設(shè)置過程,在人手調(diào)節(jié)過程中,可能由于操作者自身而出現(xiàn)更多的偶然因素導(dǎo)致低可重復(fù)性。此外由于電位器為機械元件,其旋轉(zhuǎn)位置可能由于內(nèi)部應(yīng)力而呈現(xiàn)長期的微弱變化,并導(dǎo)致輸出電流的長期連續(xù)漂移,這在精密電流源的應(yīng)用場合中通常是不可接受的問題。這一問題在f2000中通過無機械觸點的dac得到解決。(2)輸出電流調(diào)節(jié) 數(shù)字表頭監(jiān)測型電流源一般具有粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩個電位器旋鈕,這種組合的調(diào)整細(xì)度比通常設(shè)置為100:1,以兼顧粗調(diào)所需的跨度和細(xì)調(diào)的細(xì)度。f2000提供一種更為靈活的調(diào)節(jié)方式。首先,電流可通過直接輸入數(shù)值直接設(shè)置完成,而微調(diào)時,f2000更在每個設(shè)置數(shù)值位均提供加/減1的微調(diào)能力,既提供由1:1至10000:1可配置的微調(diào)細(xì)度比。在需要準(zhǔn)確大步進(jìn)粗調(diào)以及精細(xì)微調(diào)的場合,這種調(diào)節(jié)方法可提供旋轉(zhuǎn)電位器旋鈕無法達(dá)到的方便性,并具有快得多的操作速度。(3)輸出端狀態(tài)的控制 可控的輸出端狀態(tài)可實現(xiàn)開機更換負(fù)載等便利功能,更換負(fù)載前將電流源輸出端設(shè)置為高阻狀態(tài),并在負(fù)載更換完成后重新設(shè)置輸出端為正常輸出狀態(tài)。雖然控制輸出端狀態(tài)在電路上很容易實現(xiàn),但卻只能在內(nèi)部配置微處理器的產(chǎn)品中有效實現(xiàn)。*重要的原因在于,一旦進(jìn)入高阻狀態(tài),輸出電流為零,表頭監(jiān)測型電流源的表頭將無法顯示設(shè)置值,從而無法在輸出端高阻狀態(tài)下設(shè)置輸出電流,因此這種結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品一般不提供輸出端狀態(tài)控制功能,必須關(guān)機更換負(fù)載。基于同樣的原因,即使在開機時刻,負(fù)載也不得不承受不可控制的上電沖擊。 配備微處理器的f2000則不存在這一問題。無論輸出端狀態(tài)如何,設(shè)置值總保存在微處理器的內(nèi)存中,并顯示在液晶顯示器中,從而可隨時設(shè)置輸出電流。開機上電過程中,f2000的輸出端始終保持高阻狀態(tài),從而有效避免上電沖擊對負(fù)載的損傷。(4)鉗位電壓指示和報警 如同電壓源有*大輸出電流的限制,電流源也存在*大輸出電壓,即開路電壓限制,并且在接近開路電壓時輸出電流準(zhǔn)確度可能下降。因此有必要在輸出電壓達(dá)到開路電壓之前發(fā)出可由操作者獲知的提示。 為保證輸出電流準(zhǔn)確度,通常設(shè)置一稍低于開路電壓,例如低于其2v的電壓值為鉗位電壓,并在輸出電壓達(dá)到或超過此電壓時發(fā)出鉗位指示。鉗位指示一般為閃爍報警,視覺提示操作者此時輸出電流可能無法達(dá)到額定準(zhǔn)確度。但在某些應(yīng)用中,操作者無法始終保持對電流源的視覺關(guān)注,但又必須保證輸出電流準(zhǔn)確,例如生產(chǎn)過程中手工檢測線的情形,檢測員必須將精力集中于對被測物的連接以保證操作的正確性和速度。針對于此,f2000在閃爍指示之外,還提供可選擇的聲訊報警。聲訊報警可以需要開啟,并可在須保持安靜的實驗環(huán)境中關(guān)閉。(5)關(guān)機后的設(shè)置值保持 很多應(yīng)用中,精密電流源的輸出電流長期設(shè)置于某一固定值上,操作者希望關(guān)機后保持這一設(shè)置值,以避免重新開機后的重復(fù)設(shè)置。這種功能通常被認(rèn)為是表頭監(jiān)測型產(chǎn)品的強項,電位器的機械旋轉(zhuǎn)位置具有固有的保持性。 現(xiàn)在,內(nèi)部配置微處理器的f2000可以做得更好。f2000內(nèi)部的非易失性存儲器將保存關(guān)機前的*后設(shè)置值,并于再次開機時自動恢復(fù)。不僅于此,f2000保存的設(shè)置值在關(guān)機期間無法意外更改,而表頭監(jiān)測型產(chǎn)品的電位器旋鈕則極可能被非法操作者無意轉(zhuǎn)動,并可能在在此開機后向負(fù)載輸出過大的電流導(dǎo)致夫在損毀,而且這一情況在電流卻使輸出之前在表頭監(jiān)測型產(chǎn)品的表頭上無法觀測到,因而無法有效避免。f2000開機后,輸出端總是首*入高阻狀態(tài),使操作者可以在確認(rèn)設(shè)置無誤后才向負(fù)載提供電流。與鉗位電壓聲訊報警類似,f2000的設(shè)置值保持功能也可關(guān)閉,此時開機后的設(shè)置值固定為零。(6)工業(yè)4—20ma電流環(huán)變送應(yīng)用 在電流環(huán)應(yīng)用中,低于4ma的電流信號屬無效信號,但用于檢測斷線故障。f2000提供一種專門的電流環(huán)模式。在此模式下,可設(shè)置的*低電流為4ma,*高電流為20ma,從而避免超出電流環(huán)工作電流范圍的輸出電流對受控設(shè)備的無效操作。此外f2000還可通過控制輸出端狀態(tài)模擬短線故障,從而為用戶提供功能完整的4—20ma電流環(huán)變送檢測方案。