系统软件

　　软件设计部分由单片机实现电压信号的采集、处理和分析，通过调整D/A实现数控恒流输出，同时通过键盘的输入实现高精度的电流±步进控制，系统初始化及主程序流程图和外环恒流调节程序流程图分别如下图所示。

主程序流程图

外环恒流调节程序流程图

　　系统参数测试本系统可实现0～2A之间的任意预置值，具有±1mA和±10mA的步进调节。

　　纹波电流测试

      本文要求纹波电流小于0．2mA，根据恒流源模块电路，用低频交流毫伏表测量采样电阻两端的电压，通过公式：纹波电流(1W)=纹波电压(U、W)采样电阻(O．43Ω)，测试得纹波电流满足≤0．2mAo纹波系数测试由于电源电路存在纹波系数，应尽量减小纹波系数干扰，设计中采用以下措施：(1)电源大面积共地，大电流与小电流不能共地：(2)在整流桥后加大电容滤波，采用约为10000μF容量的电容；(3)为进一步避免纹波电压对电路的干扰而产生的纹波电流，设计中加入如下图所示有源滤波电路，进一步减少纹波电流系数。

有源滤波电路图

　　系统稳定性及误差分析

      系统的稳定性主要取决于模拟电路部分的恒流、扩流电路的设计，其中恒流模块至关重要。由运放构成的单闭环调整控制电路引入的负反馈太深，容易产生自激振荡，而温度和负载的变化会导致电流波动，为改善系统的稳定性，在运放的前级采用一级电压跟随器，提高信号质量，通过元器件合理的布局和布线，选用低噪声的元器件，对信号采取屏蔽措施及选取合理的接地点，减少外界噪声带来的干扰，同时在外环加上误差动态调整，通过PI调节整定，进一步稳定了电流精度。

　　系统要求小于0．2mA的高指标纹波电流，对电源的要求比较高，设计中采用开关电源，后级经过精密线性稳压器件组合成主工作电源，采用Ⅱ形LC滤波电路结合有源滤波电路，有效的减少纹波电流。

　　小结

      本文的数控恒流源采用双闭环实现稳流，内环采用硬件电路实现闭环负反馈，外环采用软件分析、校正误差，构成外环的误差调整，提高了系统的稳定性和灵活性，同时采取一定的抗干扰措施及各项性能测试，达到系统的高精度、宽量程、负载能力强、性能稳定的要求。

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