[發明專利]壓控恒流源驅動電路的片上系統及利用其提高精度的方法

有效

• 申請號: 201710526100.1
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107229302B
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 余寧梅;張鶴玖;李可人;呂楠;陳玉杰;王萌
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅磊

本發明公開的控恒流源驅動電路的片上系統，包括數字控制單元，數字控制單元分別與DAC模塊，電阻陣列和電流陣列相連接，DAC模塊分別與偏置電路模塊和電壓?電流轉換電路模塊相連接，電壓?電流轉換電路模塊還分別與電流陣列輸出端和電阻陣列相連接；本發明壓控恒流源驅動電路的片上系統，通過M?Bit的電流補償陣列對目標輸出驅動電流進行高M?Bit處理，N?Bit的DAC對目標輸出驅動電流進行低N?Bit處理，將目標輸出驅動電流精度進行分段處理，最終恒流源驅動電路的輸出驅動電流在目標范圍達到(M+N)?Bit的精度要求，使輸出驅動電流精度在局部得到提高；本發明還涉及利用該壓控恒流源驅動電路的片上系統提高壓控恒流源驅動電路局部精度的方法。

技術領域

本發明屬于高精度壓控恒流源驅動電路技術領域，具體涉及一種壓控恒流源驅動電路的片上系統，本發明還涉及利用該壓控恒流源驅動電路的片上系統提高壓控恒流源驅動電路局部精度的方法。

背景技術

隨著人們生活水平的提高以及科學技術的不斷發展，高精度器件在工業、軍事、醫療等各個領域都有著舉足輕重的地位。目前高精度的恒流源驅動電路也是人們研究的熱點。從現有技術看來應用比較廣泛的恒流源主要包括兩種形式：脈沖調寬式恒流源和壓控恒流源。脈沖調寬式恒流源通過控制調整器的工作脈沖寬度從而達到恒定電流輸出的目的，這種方式效率較高，但紋波電流大、電流輸出精度低、輻射干擾強；壓控恒流通過調整電壓-電流轉換電路的控制電壓，達到控制電流的目的，此種方式具有精度高、紋波小、失真小等特點，但輸出范圍較小，適用于高精度場合。

壓控恒流源的基本原理是通過微控制器控制DAC從而控制輸出電壓，再將電壓通過電壓-電流電路轉換為電流，從而達到通過控制電壓來控制電流的目的。雖然壓控恒流源驅動電路具有高精度的特點，但現有壓控恒流源驅動電路的實現方式主要為PCB板級電路，通過將單片機、電壓-電轉換電路模塊與三極管、功率場效應管以及電阻、電容等電子元器件在PCB板上進行焊接，從而獲得輸出驅動電流。同時現有恒流源驅動電路主要由單片機作為整個驅動系統的中控單元，通過其內部DAC控制驅動電路從而輸出范圍大小可調的驅動電流。但是單片機內部DAC精度有限，為了達到高精度的要求一般會使用高精度的DAC模塊，但是高精度的DAC模塊在PCB板上與其他模塊進行連接后仍易受到外界連線，噪聲等非理想因素的干擾，導致輸出驅動電流精度無法達到更高的要求。同時PCB電路所用面積大，可移植性低，無法滿足電路集成化的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種壓控恒流源驅動電路的片上系統，能夠使輸出驅動電流精度在局部得到提高。

本發明還提供了利用該壓控恒流源驅動電路的片上系統提高壓控恒流源驅動電路局部精度的方法。

本發明所采用的第一種技術方案是：壓控恒流源驅動電路的片上系統，包括數字控制單元，數字控制單元分別與DAC模塊，電阻陣列和電流陣列相連接，DAC模塊分別與偏置電路模塊和電壓-電流轉換電路模塊相連接，電壓-電流轉換電路模塊還分別與電流陣列輸出端和電阻陣列相連接。

本發明所采用的第二種技術方案是：

壓控恒流源驅動電路的片上系統提高壓控恒流源驅動電路局部精度的方法，包括以下步驟，

步驟1：向數字控制單元輸入目標輸出驅動電流數字量；

步驟2：數字控制單元對步驟1中的數字量進行判斷計算，得出分段數字量；

步驟3：將步驟2中的分段數字量輸入系統中對應的模塊，完成系統目標輸出的驅動電流。

本發明第二種技術方案的特點還在于，

步驟1具體包括：

步驟1.1：將目標輸出驅動電流起始數字量D'₀和終止數字量D'₁送入數字控制單元；