江苏龙网

  1. 首页 > 资讯 > 科技 > >

|采用LTspice来分析精密电流泵的性能( 二 )


电阻容差的影响
我们不需要通过仿真模拟来确定R1电阻变化的影响；输入电压和输出电流之间的数学关系使我们清楚地知道偏离标称值的R1值将引入多少误差 。
此外 ， 从电路图中可以看出R4和R2之间的比率将如何影响输出电流的 ， 因为这个比率决定了AV ， 而IOUT与VIN乘以AV成正比 。
然而 ， 不太清楚的是电阻之间不完全匹配所带来的影响 。电路图表明R2与R3应该匹配 ， 而R4与R5应该匹配 。我们可以通过执行蒙特卡罗（Monte Carlo）仿真模拟来研究这一点 ， 其中电阻值在它们的容差范围内变化 。
如果模拟包括大量的蒙特卡罗运行 ， 则仿真模拟结果中报告的最大和最小误差可以解释为与电阻容差相关的最坏情况误差 。
对于这个模拟 ， 我们将留下R2和R4固定在100kΩ；这保证了AV你不会发生变化 。我们将通过将蒙特卡罗函数（Monte Carlo function）应用于R3和R5的值来有意恶化电路的匹配情况 。
|采用LTspice来分析精密电流泵的性能
本文插图

图、仿真原理图
如“step”SPICE指令所示 ， 一个仿真是由100次运行组成 。值“mc(100k ， 0.01)”指定标称电阻为100kΩ ， 容差为1% 。
下面是100次运行的输出电流误差图 。
|采用LTspice来分析精密电流泵的性能
本文插图

图、100次运行的输出电流误差图
平均误差为8μA ， 为预期2.5mA输出电流的0.3% ， 在最坏情况下 ， 实际输出电流偏离预期电流约22μA 。
我称之为非常好的精度 。让我们看看当我们使用0.1%的容差而不是1%的容差时 ， 情况改善得如何 。

|采用LTspice来分析精密电流泵的性能
本文插图

图、仿真原理图
现在平均误差为0.8μA ， 仅为预期输出电流的0.03% ， 最坏情况下的误差已降至2.4μA范围 。
|采用LTspice来分析精密电流泵的性能
本文插图
图、100次运行的输出电流误差图
结论
我们已经进行了采用LTspice的仿真模拟 ， 这些仿真模拟提供了对两个运放组成的电流泵性能的有价值的洞察 。
当电阻容差为1% ， 确定输入增益的电阻固定在其理论值 ， 这允许实现高精度 。对所有电阻器施加0.1%的容差将提供良好的性能 ， 由于0.1%的电阻器是容易获得的 ， 而且也不会太昂贵的 ， 所以建议实际设计中采用0.1%的容差而不是1%的容差的电阻 。


推荐阅读


上一篇：|CreaCon2020巨量创意节开幕欢迎来到''新大创意''时代

下一篇：青年|共享单车轮胎变成篮球场