[实用新型]一种数字式恒流电流源

说明书

技术领域

本实用新型属于电流源，特别涉及一种数字式恒流电流源。

背景技术

电流控制在电化学、现代生物技术中一直占有重要地位，许多化学反应在一定强度电流的作用下得以迅速，高效的进行，电泳、电渗析等技术领域更是离不开对电流的精确控制和测量。在许多反应中，电流的大小会影响到反应的速度、方向、以及最终反应产物的比例，变化幅度过大的电流会使实验结果变得难以预料，瞬间流过的大电流可能会烧坏样品，甚至引发难以预料的后果。因此，制造出一种精确高效的电流源在生化科研中有着极其重要的意义。

鉴于高精度电流源在电化学、生化研究中的重要作用，从70年代中期至今人们一直致力于适合电化学、生化研究使用的高精度恒流电流源的开发，公开号为CN1213229的《可变电流源》由多个加权电流源构成，防止制造误差引起的精度降低，但该电路过于复杂，多个加权电流源制造和调试都十分麻烦，精度也不高。公开号为CN1041230的《电流源装置》大量采用晶体管，易受制造工艺和使用环境的影响，在测量过程中若温度发生变化可能会使精度受影响；虽然使用了校正电路，但是电路结构的离散型容易引入外界干扰，且整个系电路复杂、体积较为庞大。公开号为CN1038001的《电流源技术》采用NOR电路和推挽输出级，此种装置由于晶体管对称性的问题，难以批量生产，此外，随着使用环境改变，对称晶体管的参数改变不一定一致，超出预定范围时可能影响测试精度。上述设计还存在难以达到实时高精度的要求，且设备复杂庞大，缺乏人机交互界面等缺陷。

发明内容

本实用新型提供一种数字式恒流电流源，解决现有电流源精度不够高且不便于制造的问题。

本实用新型所提供的一种数字式恒流电流源，包括采样电阻、前置放大电路、RC滤波电路、A/D转换电路、数字处理器、D/A转换电路、末级放大电路和电源电路，其特征在于：

所述采样电阻一端接地，另一端分别接所述前置放大电路输入端和负载，采样电阻将采集的电流信号转换为电压信号V1后送至前置放大电路，前置放大电路将电压信号V1放大后，传送给RC滤波电路，RC滤波电路将放大后的电压信号进行低通滤波，滤除背景噪声后送到A/D转换电路转换成数字信号Vd(n)，发送至数字处理器；数字处理器对数字信号Vd(n)进行10阶中值滤波并据其计算出下一时刻电压输出值V(n+1)，发送至D/A转换电路转换成模拟信号，模拟信号经末级放大电路放大后输出至外电路；n为A/D转换电路和D/A转换电路的采样时刻；

所述电源电路将220V市电变压到±15V、+5V并稳压，对A/D转换电路、数字处理器、D/A转换电路提供+5V电压，对前置放大电路、末级放大电路提供±15V电压。

所述的数字式恒流电流源，其特征在于：

所述数字处理器分别通过IO接口连接键盘和LCD显示屏。

所述的数字式恒流电流源，其特征在于：

所述前置放大电路采用偏置电流为100fA级的Difet型运算放大器；

所述RC滤波电路采用一阶RC滤波电路；

所述A/D转换电路、D/A转换电路分别采用12位的模数转换器和12位的数模转换器；

所述数字处理器依据下式计算下一时刻输出电压值V(n+1)：

V(n+12)=V(n)I(n)×Iset,]]>

初值V(0)为2048，当出现V(n)等于0时，则将V(n+1)置为2048；

其中，I_set为所需输出电流值，由键盘设定；当前输入电流值I(n)：