ZHDU073 March   2026

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 主要系统规格
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
      1. 2.2.1 环路带宽
      2. 2.2.2 快速建立与采样
      3. 2.2.3 低温度漂移与长期漂移
      4. 2.2.4 输出能力
      5. 2.2.5 线性度
      6. 2.2.6 漏电流
      7. 2.2.7 降低噪声
      8. 2.2.8 减小电流量程切换时的毛刺
      9. 2.2.9 热设计
        1. 2.2.9.1 OPA593
        2. 2.2.9.2 OPA593 分压电阻与串联电阻
        3. 2.2.9.3 电流检测电阻器和反馈分压器
        4. 2.2.9.4 钳位电阻器
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1  REF54
      2. 2.3.2  DAC11001B
      3. 2.3.3  DAC80502
      4. 2.3.4  ADS9317
      5. 2.3.5  OPA593
      6. 2.3.6  OPA596
      7. 2.3.7  PGA849
      8. 2.3.8  OPA454
      9. 2.3.9  OPA4187
      10. 2.3.10 THS4552
      11. 2.3.11 RES11A
  9. 3系统设计原理
    1. 3.1 强制电压模式
    2. 3.2 强制电流模式
    3. 3.3 缓冲器模式
    4. 3.4 并联主机模式
    5. 3.5 并联从机模式
  10. 4硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 4.1 硬件要求
      1. 4.1.1 支持的工作模式
      2. 4.1.2 电源
      3. 4.1.3 硬件连接
    2. 4.2 软件要求
      1. 4.2.1 PC GUI
        1. 4.2.1.1 控制窗口
        2. 4.2.1.2 ADC 读取原始数据窗口
        3. 4.2.1.3 校准窗口
    3. 4.3 测试设置
      1. 4.3.1 源模式连接
      2. 4.3.2 灌电流模式连接
      3. 4.3.3 并联模式连接
    4. 4.4 测试结果
      1. 4.4.1 线性度和精度
        1. 4.4.1.1 FV±40V，500mA，Comp = 10k+470nF，DUT = 3mΩ
        2. 4.4.1.2 FV 0V-80V，500mA，Comp = 10k+470nF，DUT = 3mΩ
        3. 4.4.1.3 FI、±40V、10mA、Comp = 10k + 470nF、DUT = 3MΩ
        4. 4.4.1.4 缓冲器、±40V、10mA、Comp = 10k + 470nF、DUT = 3MΩ
      2. 4.4.2 瞬态
      3. 4.4.3 电容负载
      4. 4.4.4 毛刺
      5. 4.4.5 趋稳时间
      6. 4.4.6 ADC 摆幅 LSB
  11. 5设计和文档支持
    1. 5.1 设计文件
      1. 5.1.1 原理图
      2. 5.1.2 BOM
      3. 5.1.3 PCB 布局建议
        1. 5.1.3.1 布局图
    2. 5.2 工具与软件
    3. 5.3 文档支持
    4. 5.4 支持资源
    5. 5.5 商标
  12. 6作者简介
  13. 7致谢

3.1 强制电压模式

对于电压路径，低偏置电流 OPA454 缓冲器充当 DUT 电压，DUT 上的精密 1:9 电阻分压器可实现 1/10 DUT 电压，然后低漂移和高带宽 PGA849 将差动信号转换为单端信号。DUT 电压信号通过精密 RES11A 网络电阻器与强制电压进行比较并驱动输出级。

对于与电压相同的电流路径，OPA454 可阻止电流泄漏，而成对的差动电流信号连接到 PGA849。然后，DUT 电流信号通过精密 RES11A 电阻器与钳位电压进行比较，以在发生这种情况时触发钳位环路。

在强制路径中放置多个一阶补偿选项，这样可以消除输出作为阶跃信号时的输出误差。图 3-1 和图 3-2 显示了 TINA 仿真与结果。

TIDA-010962 FV 模式 TINA 仿真图 3-1 FV 模式 TINA 仿真
TIDA-010962 FV 模式 TINA 仿真结果图 3-2 FV 模式 TINA 仿真结果

根据仿真，当强制设置达到 ±4V 时，可实现 ±40V 的电压。上升时间接近 50μs，与实际电路测试匹配。

在图 3-3 中，红色箭头显示强制电压工作流程，蓝色箭头显示钳位工作流程。如果触发钳位条件，钳位环路会接管控制环路，强制电流对 DAC 设置进行钳位。

TIDA-010962 强制电压和钳位电流工作流程图 3-3 强制电压和钳位电流工作流程