您好、Yuki、
查看此电路的方法如下。 考虑以下图表中使用了理想运算放大器的地方。 为了简单起见、我忽略 FET 并驱动来自理想放大器的所有电流、而在实际生活中、放大器控制 FET 的栅极、FET 提供电流、但您会得到这样的想法。 "CCCS"充当 x10电流镜、因此 Iout 等于电流流的10倍、就像实际电路中的情况一样。 实际上、放大器也有其自身的偏移、但我们现在重点讨论的是理论。
注意-值得注意的是、XTR111仅针对低至0.1mA 的电流指定、如数据表第3页所示。 4mA 失调电流在应用中非常常见、这是因为、即使您的电路理论上能够达到0mA 目标、器件本身也不是理想的、因此无法保证在没有缺陷的情况下能够实现这一目标。 此外、当输出电流降至接近0mA 时、断线检测等一些功能可能会停止工作 、就像这里的情况一样。
现在、让我们从图44中的100mV 偏移情况开始。 您可以通过查看电流来查看偏移的作用。 当"零"输入被施加到电路上时(也就是说、Vin 尽可能低、并且您希望 Iout 在理想情况下为0mA)、目标是由偏移电阻器提供 Rset 上的所有电流。 这样、从放大器/FET 汲取的电流非常小、这意味着 x10电流镜输出将非常低(尽可能接近零)。 在这种情况下、电路并不完美(或者决定目标为0.1mA、因为这是指定器件的最低电流)、因此放大器消耗的电流为10.2uA、这意味着 Iout 为102uA、也称为0.1mA、但这仍然相当接近所需的0mA。
现在、让我们来看看您的案例。 如果我理解正确、您希望0.175V 为"零"输入、从而使器件输出0mA 电流。 这将为您提供3.1V - 0.175V = 2.925V 的"跨度"。 忽略目前的偏移 、我们知道 Iout = 10 * Vin/Rset。 如果我们希望20mA = 10 * 2.925V/Rset、我们可以计算 Rset 的粗略值为1463欧姆。 让我们首先使用最接近该值的标准值(1.47k 欧姆)、而不会改变效率。
如您所见、ROFF 电阻器的大小不合适、无法为我们提供所需的偏移。 因此、我们的"零"输入会导致接近0.8mA、而不是0mA。 让我们降低效率、以便它能够提供更大的电流。
在上面、我将使用一个40.7k 欧姆的电阻器来执行 ROFF。 这为我们提供了仅5uA 的"零"输出、这非常好！ 不过、这里也有其他需要考虑的东西。 看看当我们在输入端施加3.1V 电压时会发生什么情况、这有望导致 Iout 达到20mA。
如您所见、实际输出为20.6mA、而不是我们所需的20mA。 这样做的原因是存在偏移电阻器会降低电路中看到的"Rset"的有效(简单)值。 因此、您必须相应地增加 Rset。
您可以将所有内容视为由以下公式进行管理。
0.175V = Vlow, 3.1V = Vhigh (Vlow-0)/Rset - (5V-Vlow)/Roff = 0mA (ideal zero output current) (Vhigh-0)/Rset - (5V-Vhigh)/Roff = 2mA (which will be gained up to 20mA by the current mirror)
然后、您可以求解该等式系统以获得理想的 Rset 和 ROFF 值。 对于 ROFF、我得到的值约为41.785k、对于 Rset、我得到的值约为1.515k。
不过、请记住、这是一个理想化模型、它不考虑放大器的失调电压、而是使用理想电阻器来代替标准值(当然、标准值本身会有一定的容差和漂移等)、因此您的里程可能会在实际情况下有所不同。 此外、请记住我之前的说明、XTR111未指定输出电流低于0.1mA、并且可能会丢失断线检测等某些功能。
谢谢、
Jon
