调频电流源技术的研究

摘要： 调频电流源是一种频率可以改变的电流源，ARM控制DDS输出一个频率以及幅度可调的正弦电压信号，DDS输出信号再经过滤波以及V/I转换得到一个正弦电流信号，其电流幅度输出范围为0～20 mA，频率范围为0～1 MHz。详细讲述了该调频电流源实现的重要技术以及相应的公式推导。对所设计的调频电流源电路的性能进行了仿真，仿真结果表明，其输出频率0～1 MHz、幅度0～20 mA内可调，符合设计的要求。该电路精度高，稳定性好。

关键字： ARM； DDS； 峰值检波； 电流泵

中图分类号： TN710?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）06?0161?03

调频电流源作为电流源的一种，需为负载提供稳定的电流的仪器，目前市场上，频率可调的电流源较少，多为频率固定的恒流源，在一些测量里，需要用到频率可调的电流源，例如测量人体阻抗网络，就需要用到频率可调的电流源。传统的电流源电路多采用模拟电路来实现，输出的频率稳定度和精度等指标都不高。现在数字化发展越来越快，DDS技术的应用越来越广泛。应用DDS技术能够产生频率快速转换、分辨率高、相位可控的信号。这在电子测量、雷达系统、调频通信等领域具有十分重要的作用。本文采用DDS 技术产生一个频率可调的正弦信号来实现调频电流源的设计，它可以实现0～1 MHz信号的输出，通过信号放大电路、滤波电路、电压?电流电路来实现交流电流的输出，提高了调频电流源的精度和稳定度。

1.2 低通滤波器

2 仿真结果

通过几组不同的实验来验证系统的工作指标。在改变负载的情况下，测量系统的电流值，DDS输出一个Vp=2 V，f=100 kHz的正弦波，用交流电流表来检测，输出结果为有效值，结果如表1所示。用同一个负载进行测试，改变输出电压的频率值，峰值不变，用交流电流表来检测，输出结果为有效值，结果如表1所示。

表1 仿真结果

3 结 语

本文设计的调频电流源采用DDS 芯片AD9852， 频率设置快速方便灵活，信号幅度可调；低通滤波器使用芯片OPA603，滤除杂波信号以及高频信号，使得信号纯度更高；改进的Howland 电流泵可得到稳定的交流电流信号。本设计还有需要改进的地方，随着频率的变化输出的电流值也在变化，这一缺点会影响电流源的工作精度，有待改进。

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