3种镜像恒流元的测试

locky_z · 发表于 2012-10-30 15:38

今天用图示仪对下面这几种镜像恒流源的镜像效果、恒流性能做了一个测试。
分别用配对管、二极管、非同型号的NPN管、以及沃尔逊镜像恒流源进行了测试。
3种镜像恒流元的测试.PNG

为了方便换元件进行测量，做了一个这样的插座，插不同管，用不同的线接到图示仪上，就可以测量上面3种镜像恒流元。

衡量镜像恒流元性能有2个参数，一个就是镜像效果，一个就是恒流效果，测量示意图如下，将这3种电路接到我的智能图示仪B C E端子，
测量示意图.PNG

1.测量镜像效果：
要测量镜像效果，应该是改变Vb电压，以便B端子产生不同的电流Ib,然后再测出C端子电流Ic,然后比较Ic和Ib,

因为Ic和Ib是用不同电流采样电阻上测到，参照物不同，不好进行绝对值比较。
因此我是比较Ib/Ic这个系数，看看随着Ib的变化，Ib/Ic这个值能否恒定，如果恒定，说明镜像效果很好。也就是要求测出"Ib->Ib/Ic“关系曲线。
测量脚本如下
REM 镜像恒流源--镜像效果
Calibration
Vo=2.5
Eout Vo
Bout Vo+2
Cout 36
SetRB 1
SetRC 2
WaitRelay
for VB=Vo+2 to 36 step 0.5
  Bout VB
  Notice VB
  GetADC
  Ic=Vrc/CurrentRC*1000
  Ib=Vrb/CurrentRB*1000
  CurvePoint "配对管",Ib,Ib/Ic,Ic
next
EndCurve "配对管"

得到的曲线如图，从图可以看出：
镜像效果.PNG

二极管形式电路（也就是图2），根本没有镜像效果。
用非同型号的管（短接BC的是2SD667,另一只用2SC2238),镜像效果也很差。
用配对的管镜像电路/沃尔逊电路（配对管是2SD667，串联管是2sc2238）,镜像效果好很多，
这是他们的放大的曲线图
配对管镜像效果.PNG

2.测量他们的恒流效果
测量恒流效果，是在固定Ib条件下，改变Vc电压，看看Ic变化情况。
测量脚本如下Calibration
Vo=2.5
Eout Vo
Bout Vo+2
Cout Vo+2
SetRB 1
SetRC 2
WaitRelay
for VB=Vo+5 to 36 step 5
  Bout VB
  for VC=Vo+2 to 36 step 0.5
Cout VC
Notice VC
GetADC 18
Ic=Vrc/CurrentRC*1000
Ib=Vrb/CurrentRB*1000
CurvePoint "非同型号",Vce,Ic,Ib
  next
  EndCurve "非同型号"
next
这个今晚再上测出来的曲线，

准备还试一下将发射极的两个22欧电阻换成470欧，看看得到的效果又会怎样。

wood2k · 发表于 2012-10-30 15:55

高啊！！！有没有在线路上实际运用的测试啊？？？

广州流民 · 发表于 2012-10-30 16:30

好帖，赞一个。

爱收藏 · 发表于 2012-10-30 16:44

能讲解下恒流源的工作原理吗

zhang885784444 · 发表于 2012-10-30 17:15

这个要顶.有技术含量的.

suweidong100 · 发表于 2012-10-30 17:38

学习了，谢谢。。。。。。。。。。。。

new1510 · 发表于 2012-10-30 20:21

"二极管形式电路（也就是图2），根本没有镜像效果。"个人认为这话还不够完整。
图2中整个恒流源的电压都在变化，造成在低电压（0-2.5V），由于Rb=22K，没有足够的电压、电流经过二极管，二极管不处于稳压状态，所以造成低电压下没有恒流效果。
为了接近实战，建议改进一下测量方法，将电阻Rb电压直接接至40V（即流经二极管电流恒定），Rb=22K时电流=1.8mA,不知这样测试结果如何？
由于没深入研究过兄弟的东西，不太了解测试原理，不对之处，请见谅。

locky_z · 发表于 2012-10-30 20:43

我的镜像效果测试中，Vc是固定在33.5V，Vb是从2V开始，一直递增到33.5V，
Vb是经过RB=91K，然后加到二极管和三极管基极，此时二极管理应是导通的；
除非二极管的导通压降比三极管高很多，结果绝大部分电流流进三极管。
有时间我对比一下这个二极管以及NPN管的Vbe-Ic以及Vbe-Ib曲线差异。

芦芽山 · 发表于 2012-10-30 21:21

这样的实验很必要，期待更详实测量数据。

locky_z · 发表于 2012-11-1 15:36

本帖最后由 locky_z 于 2012-11-1 15:47 编辑

继续测了恒流效果，实际上这几种电路的恒流效果都不分上下，区别就是他们的镜像效果，

今天再尝试了同型号但不配对2ds667、串接镜像恒流源的镜像效果如下：
镜像效果2.PNG

纵坐标是镜像系数，横坐标是电流，纵坐标变化越小，即电流跟随能力越强，镜像效果越好
因此用斜率计算功能，算出斜率，就是如表格的line slope栏，这一栏绝对值越接近0，表示镜像效果越好，
威尔逊镜像恒流源的line slope绝对值只有0.018
用配对管、同型号但不配对、串接镜像这3种电路的镜像效果相差不大。
但用异型号管构成的镜像恒流源则效果差很多。

下面是这几只管的hfe-Ic曲线，以及Vbe-Ic曲线

实际上异型号2SC3283的Hfe-ic曲线比非配对的2sd667的hfe-Ic更接近配对的2sd667,不过他们的Vbe-Ic曲线相差就大很多，而1N4148的VI曲线更和三极管天差地别。

串接镜像恒流源电路如下
串接镜像恒流源.PNG

说一下镜像恒流源负载的好处

有信号输入时，假设Q1电流增大，Q2电流减少，他们的变化量都是（delta）I
同样Q4电流也减少（delta）I，此电流增量就镜像到Q3,Q3电流也减少（delta）I，因此Q5获得的电流增量就是2x（delta）I，也就是说增益提高了1倍（也就是6db）。
因为对后级米勒电容充电电流大了1倍，所以转换速率也可以大1倍，这些在<音频功率放大器设计手册>有提及。

德律风根 · 发表于 2012-11-1 17:12

提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

dw15-630 · 发表于 2012-11-1 17:53

提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

mzsrz · 发表于 2012-11-1 19:59

这帖要顶，支持楼主这种科学研究精神。
个人觉得恒流源最少都有60DB的电压波动抑制能力，所以你用测试仪测出没多大差别是正常的。关键是看镜像效果，它关系到输入管的平衡问题，所以至关重要。

6sn7 · 发表于 2012-11-1 20:00

介个要mark一下

老哥 · 发表于 2012-11-2 00:57

怀疑lz是文科生，哈哈
要反映恒流源的性能，应测试电源电压、负载及温度的变化对电流值的影响。
lz貌似是测试镜像的性能，与恒流木有关系

kiven_chen · 发表于 2012-11-2 01:01

留下足印，这个才是好贴。

st6868968 · 发表于 2012-11-2 02:26

有的学习了

locky_z · 发表于 2012-11-2 09:02

恒流效果如下，分别是配对管、非同型号管、二极管形式，但威尔逊的数据不小心没保存。
恒流效果.PNG

这3种的区别都不大

恒流源电路有很多种，以后再针对各种恒流源电路再发贴研究，这贴主要是研究其镜像性能

Tchien · 发表于 2012-11-2 09:20

记下，一定要学习的。

chywen · 发表于 2012-11-2 10:32

按照Lz的分析，图3是最好的

[便携设备] 3种镜像恒流元的测试

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