在4–20mA電流環(huán)中如何使用高壓、大電流驅(qū)動運算放大器
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| β = 1/RSENSE+ (1/R1) + 1/RLOAD | (式4) |
在式2和式3中代入元件值：
| V1 = 4.876 × VIN- 4.872 × VREF | (式5) |
式5中的關(guān)系式有助于避免輸出器件飽和。實際上，當VIN= +2.5V時，下端運算放大器的輸出(V1)達到12.2V左右。如果輸入電壓超過2.5V，最終輸出器件將達到其飽和點，輸出電壓不再增大。圖4曲線變得平坦，與理想特性曲線不一致。反相端輸入低于-2.5V時，將出現(xiàn)類似結(jié)果。
圖4. ±2.5V輸入電壓范圍可產(chǎn)生±20mA輸出電流。藍色曲線為理想的增益曲線；紅色曲線為實測數(shù)據(jù)。VCC= +15V；VEE= -15V。
圖4數(shù)據(jù)說明，當源出、吸入電流達到大約±21.5mA時，相當于±2.68V輸入和正向(下端)運算放大器輸出達到±13V，MAX9943仍然能夠工作在線性范圍。因為MAX9943的輸出電壓能夠非常接近負電源電壓，實際負向電流可以達到較大幅度。該器件的正向輸出擺幅限制在正電源電壓的2V以內(nèi)(2V電壓值取決于負載，給出的是最差工作條件下的技術(shù)指標與工藝、溫度的關(guān)系曲線)。
有些應(yīng)用需要更大的輸出電流，以滿足設(shè)計裕量的需求或為校準保留一定空間。對于這類應(yīng)用，圖3電路可采用±18V雙電源(代替±15V)供電。此時，運算放大器能夠驅(qū)動最大±24mA (對應(yīng)于±3V輸入)的電流，并保持工作在線性區(qū)域，如圖5所示。
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