[发明专利]一种温补恒流源电路及温度补偿方法

说明书

本发明公开了温度补偿领域的一种温补恒流源电路及温度补偿方法，包括恒流源主电路、第一级温补模块与第二级温补模块，所述第一级温补模块包括与恒流源主电路连接的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻与第二电阻并联连接且温度系数异向；第二级温补模块包括依次相连的可调电流源、A/D转换器、单片机以及测温电路，所述可调电流源连接所述恒流源主电路。本发明采用两级补偿分步进行的方式，首先通过第一级温补模块进行粗补偿，可使恒流源的温度系数达到5ppm/℃以内，再通过第二级温补模块进行精补偿，可使恒流源的温度系数达到0.5ppm/℃以内，大大提高了恒流源主电路的补偿效率和补偿精度。

技术领域

本发明涉及温度补偿领域，具体是一种温补恒流源电路及温度补偿方法。

背景技术

恒流源是数模混合集成电路中的重要模块，它的作用是为系统提供一个与电源电压无关的恒定的输出电流，广泛应用火工品、电流/频率转换等各种场合。由于器件特性受温度变化影响等原因，恒流源电路在全温范围内精度会有一定下降，难以满足整机日益增长的性能需求。

目前较好的解决方法是用恒温槽或制冷器的方法使恒流源核心部分工作在一个恒定温度上，但这种方法为使控制电路复杂，整体功耗需求大，不利于整机应用需求。也有通过器件温度特性或监控温度实时补偿的方案，但由于其补偿形式单一或补偿过程复杂，同样存在补偿效率低下或难以到达理想的补偿精度的问题。因此有必要对目前的技术问题进行改进，提高恒流源的温度补偿效率和补偿精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种温补恒流源电路及温度补偿方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种温补恒流源电路，包括恒流源主电路、第一级温补模块与第二级温补模块，所述第一级温补模块包括与恒流源主电路连接的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻与第二电阻并联连接且温度系数异向；第二级温补模块包括依次相连的可调电流源、A/D转换器、单片机以及测温电路，所述可调电流源连接所述恒流源主电路。

作为本发明的改进方案，所述第一电阻为温补电阻，第二电阻为高精密电阻。

一种温补恒流源电路的温度补偿方法，恒流源主电路通过第一级温补模块获取趋近于零温度补偿系数的输出电流；第二级温补模块中的测温电路采集恒流源主电路的电路温度点，单片机查询电路温度点在量化关系表上的对应补偿电压，并控制A/D转换器数模转换，进而控制可调电流源输出补偿电流。

作为本发明的改进方案，所述第二级温补模块的量化关系表的获取步骤为：

S1：设置温箱起始温度点，放置恒流源主电路到温箱中，从起始温度点开始改变温箱内部温度，测试各个温度点下恒流源电路的输出电流；

S2：测试各个温度点下恒流源电路经过第一级温补模块补偿后的输出电流，记录并存储第一级温补模块的补偿电压值和温度值数据；

S3：单片机输出经A/D转换器转换后的电压作为补偿电压，通过串接电阻转变为补偿电流，使恒流源达到目标电流值，记录和储存补偿电压值和温度值数据；

S4：通过插值法整理S2、S3中记录、存储的补偿电压值和温度值数据为补偿电压值和温度的量化关系表，将量化关系表写入单片机程序。

有益效果：本发明采用两级补偿分步进行的方式，首先通过第一级温补模块进行粗补偿，可使整个温度工作区间(-45℃～+85℃)恒流源的温度系数达到5ppm/℃以内，再通过第二级温补模块进行精补偿，可使整个温度工作区间(-45℃～+85℃)恒流源的温度系数达到0.5ppm/℃以内，大大提高了恒流源主电路的补偿效率和补偿精度。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明恒流源主电路的电路原理图；