1、工作原理分析
图1为电阻—电压转换电路,被识别电阻Rsense通过输入电流IN将电阻转化为电压信号,然后由运放U1进行跟随输出,实现电阻—电压变换;采样电压信号V(Sense)经过差分放大电路将电阻值转换为线性电压信号,电压幅值和偏置分别由偏置电压源VB和电阻值确定。
图1 电阻—电压转换电路
采用0.1mA激励源对被测电阻进行激励,17k—1.7V—0.6V、25k—2.5V—3V,所以(3-0.6)/(2.5-1.7)=2.4/0.8=3,即差分电路放大3倍;当被测电阻为17k时输出电压为0.6V,即偏置电压VB=1.5V,具体电路如图1所示。
第1步:瞬态仿真分析,验证电路功能。图2和图3分别为瞬态仿真设置和被测电阻参数设置,图4为输出电压仿真波形,由仿真结果可得,当被测电阻为17k时输出电压为0.6V,当被测电阻为25k时输出电压为3.0V。
图2 瞬态仿真设置
图3 被测电阻参数仿真设置
图4 输出电压波形
第2步:直流仿真分析——被测电阻与输出电压传输特性。图5为直流仿真设置,被测电阻从17k线性增加至25k,步进为0.1k。图6和图7分别为直流分析仿真波形和具体数据。被测电阻为17k时输出电压0.605V,被测电阻为25k时输出电压2.999V,整体误差优于千分之二;1k电阻对应的电压范围约为0.3V,利用后级AD进行识别。
图5 直流仿真设置
图5.6 输出电压波形
图7 仿真数据
2、 附录——关键仿真器件模型
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