本期分析的电路是安捷伦(现在叫是德,原来叫惠普)的万用表上的电路,分析的是欧姆档的恒流激励源电路的分析,本期分析的是经典的六位半34401A。本期分享的是我能看懂的部分,以及可以猜出来的部分,电路中仍有的地方还是有点看不太明白,有懂的朋友也可以评论区留言。
34401A的欧姆档技术参数:
首先看一下34401A的欧姆档激励电流源的技术参数,可以看到其总共是分了5个档位,激励电流最大为1mA(1kΩ以内),最小为500nA(1MΩ以上)

34401A的欧姆档电路图:
那么知道他的技术参数之后我们就可以看他的电路了,他的电路采用的是一个Sink转Source类型的恒流源。下图是34401A的手册里的电路图:


不过我不知道他这个100MΩ上写的并联10MΩ电阻是什么意思?也没看到10MΩ在哪,难道是这个U102内部集成电流源?这个U101(HP定制的模拟开关)电流源也没看明白是啥意思。

这个图可以等效为下面的图,左边的sink恒流源等效为一个高侧的5V或者0.5V的基准源控制运放控制P-JFET输出电流。模拟开关切换四个档位的电阻。0.5V是0.5nA的档位才会用,其余4个档位都是使用的5V的基准。

那么这个Sink转Source是怎么转的呢?其实抛开这个安捷伦定制的欧姆档的模拟开关U102,然后和其他的高压保护电路之后,最终就可以简化为类似这个(NMOS和PMOS等效34401里的N和P-JFET),这个图在4~20mA输出电路中也很常用:

然后我们对照着34401A的图纸再去看,分析1mA档位就可以计算了,打对号的模拟开关导通,其余关闭:

对应刚刚的图纸,1mA激励电流情况下的电阻设置就是这样的:

然后剩下的四个档位的开关情况可以参考下表:

然后是这个电路比较细节的地方,打开他的BOM可以看到,就是他使用的不是MOSFET,使用的是JFET。




对比我们经常用的BSS138,看起来这个JFET的Igss是小了好多倍,不是一个数量级。所以用JFET是为了减小Igss?(个人猜测,懂的朋友可以评论区讨论)

然后是这个source恒流源的这部分还有个细节就是放了个5.1V的稳压二极管,因为运放是非轨到轨输入,所以需要放个稳压管来降低共模输入电压?(主要是0.5V的时候会超出共模输入范围,当基准转换为0.5V的时候,如果不加稳压管,共模输入电压会变成17.5V,会超出范围)


然后是没看懂没想明白的一部分,就是第二级的source恒流源的Jfet的输入端还增加了一个4.7V的稳压管,不知道干啥的?要说空载的时候防止Vgs超限的话,我感觉也有点牵强。因为我看Vgs最大值都到40V?还是不是看这里?没用过JFET,懂得朋友可以说下为啥加这个稳压管。


那么本期的内容也就结束了。感谢您的阅读观看和点赞!
