調(diào)頻電流源技術(shù)的研究

摘要： 調(diào)頻電流源是一種頻率可以改變的電流源，ARM控制DDS輸出一個頻率以及幅度可調(diào)的正弦電壓信號，DDS輸出信號再經(jīng)過濾波以及V/I轉(zhuǎn)換得到一個正弦電流信號，其電流幅度輸出范圍為0～20 mA，頻率范圍為0～1 MHz。詳細(xì)講述了該調(diào)頻電流源實現(xiàn)的重要技術(shù)以及相應(yīng)的公式推導(dǎo)。對所設(shè)計的調(diào)頻電流源電路的性能進行了仿真，仿真結(jié)果表明，其輸出頻率0～1 MHz、幅度0～20 mA內(nèi)可調(diào)，符合設(shè)計的要求。該電路精度高，穩(wěn)定性好。

關(guān)鍵字： ARM； DDS； 峰值檢波； 電流泵

中圖分類號： TN710?34 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）06?0161?03

調(diào)頻電流源作為電流源的一種，需為負(fù)載提供穩(wěn)定的電流的儀器，目前市場上，頻率可調(diào)的電流源較少，多為頻率固定的恒流源，在一些測量里，需要用到頻率可調(diào)的電流源，例如測量人體阻抗網(wǎng)絡(luò)，就需要用到頻率可調(diào)的電流源。傳統(tǒng)的電流源電路多采用模擬電路來實現(xiàn)，輸出的頻率穩(wěn)定度和精度等指標(biāo)都不高。現(xiàn)在數(shù)字化發(fā)展越來越快，DDS技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。應(yīng)用DDS技術(shù)能夠產(chǎn)生頻率快速轉(zhuǎn)換、分辨率高、相位可控的信號。這在電子測量、雷達系統(tǒng)、調(diào)頻通信等領(lǐng)域具有十分重要的作用。本文采用DDS 技術(shù)產(chǎn)生一個頻率可調(diào)的正弦信號來實現(xiàn)調(diào)頻電流源的設(shè)計，它可以實現(xiàn)0～1 MHz信號的輸出，通過信號放大電路、濾波電路、電壓?電流電路來實現(xiàn)交流電流的輸出，提高了調(diào)頻電流源的精度和穩(wěn)定度。

1.2 低通濾波器

2 仿真結(jié)果

通過幾組不同的實驗來驗證系統(tǒng)的工作指標(biāo)。在改變負(fù)載的情況下，測量系統(tǒng)的電流值，DDS輸出一個Vp=2 V，f=100 kHz的正弦波，用交流電流表來檢測，輸出結(jié)果為有效值，結(jié)果如表1所示。用同一個負(fù)載進行測試，改變輸出電壓的頻率值，峰值不變，用交流電流表來檢測，輸出結(jié)果為有效值，結(jié)果如表1所示。

表1 仿真結(jié)果

3 結(jié) 語

本文設(shè)計的調(diào)頻電流源采用DDS 芯片AD9852， 頻率設(shè)置快速方便靈活，信號幅度可調(diào)；低通濾波器使用芯片OPA603，濾除雜波信號以及高頻信號，使得信號純度更高；改進的Howland 電流泵可得到穩(wěn)定的交流電流信號。本設(shè)計還有需要改進的地方，隨著頻率的變化輸出的電流值也在變化，這一缺點會影響電流源的工作精度，有待改進。

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