CN202866788U - 一种高温恒流源厚膜集成电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高温恒流源厚膜集成电路，包括外壳以及恒流源集成电路，所述的外壳具有双列引脚，每列12个共24个引脚，所述的恒流源集成电路的元器件集成设置在厚膜电路上，封装在外壳内，元器件和外壳引脚连接；所述的恒流源集成电路包括三个支路，每个支路均由恒流源电路、信号放大电路以及信号滤波电路构成。本实用性向将恒流源电路和信号放大、滤波电路集成在一块厚膜电路上，实现了产品的小型化，同时提高了产品的可靠性。本实用新型与现有技术相比，具有体积小、可靠性高、工作温度高且温度漂移小等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及集成电路领域，尤其涉及一种高温恒流源厚膜集成电路。
背景技术
目前，工业上常用的测量温度参数的传感器有热电偶、热电阻、集成温度传感器等。集成温度传感器将温度测量和信号处理电路集成在一起，体积小，使用方便，但测温范围小，一般使用在150℃以下。而应用于石油测井仪器的测斜(测温)仪器工作在200℃以下(175℃以上)，要求测温精度较高，所以选择Pt100铂电阻为测温元件，测温元件采用恒流源激励，将电阻的变化量转换成电压的变化量，再经过放大滤波，输出一个可供AD转换电路采集的稳定的直流电压。但是目前国内生产的测斜仪器上的电路部分是做在PCB板上，体积较大，不利于整只仪器小型化。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种高温恒流源厚膜集成电路，将恒流源电路、放大电路、滤波电路集成在一块厚膜电路上，体积小且可靠性高。
本实用新型采用下述技术方案：一种高温恒流源厚膜集成电路，包括外壳以及恒流源集成电路，所述的外壳具有双列引脚，每列12个共24个引脚，所述的恒流源集成电路的元器件集成设置在厚膜电路上，封装在外壳内，元器件和外壳引脚连接；所述的恒流源集成电路包括三个支路，每个支路均由恒流源电路、信号放大电路以及信号滤波电路构成。
所述的恒流源电路包括第一至第三电阻、第一至第三三极管和稳压二极管，所述的第一三极管的发射极通过第一电阻连接+12V端，集电极通过第二电阻接地，基极与第二三极管的基极连接，第二三极管的发射极通过稳压二极管连接+12V端，第二三极管的集电极通过第三电阻接地，第二三极管的基极与集电极连接，集电极与第三三极管的基极连接，第三三极管的发射极通过RXA电阻连接+12V端，第三三极管的发射极连接RXA端，第三三极管的集电极连接IA1端。
所述的稳压二级管的温漂为5PPM/℃。
所述的信号放大电路包括第一电容、第五电阻、第六电阻与第一运算放大器，所述的第一电容第一端连接IA1端，第二端连接IA2端，第一电容的第一端通过第五电阻连接第一运算放大器的同相输入端，第一电容的第二端通过第六电阻连接第一运算放大器的反相输入端，第一电容的第二端接地；第一运算放大器的反相输入端连接-IA1端，第一运算放大器的输出端连接OUTA1端。
所述的滤波电路包括第七电阻至第九电阻、第二运算放大器，所述的第七电阻第一端连接第一运算放大器的输出端，第二端通过第二电容连接第二运算放大器的反相输入端，所述的第七电阻第二端还通过第八电阻连接第二运算放大器的同相输入端，第二运算放大器的输出端通过第九电阻连接OUTA2端。
本专利针对测斜仪器小型化要求，将恒流源电路和信号放大、滤波电路集成在一块厚膜电路上，实现了产品的小型化，同时提高了产品的可靠性。本专利与现有技术相比，具有体积小、可靠性高、工作温度高且温度漂移小等优点。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理图；
图2为本实用新型的俯视外形及引脚排列示意图；
图3为本实用新型的主视外形图。
具体实施方式
如图2、图3所示，本实用新型一种高温恒流源厚膜集成电路，包括外壳以及恒流源集成电路，所述的外壳具有双列引脚，每列12个共24个引脚，所述的恒流源集成电路的元器件集成设置在厚膜电路上，封装在外壳内，元器件和外壳引脚连接；所述的恒流源集成电路包括三个支路，每个支路均由恒流源电路、信号放大电路以及信号滤波电路构成。本专利采用厚膜集成电路工艺，将三路恒流源、信号处理电路集成在一块金属管壳里，尺寸仅为35mm×20.5mm×5mm，相比PCB板而言，体积大为缩小。同时因为使用集成工艺，引线大为缩短、减少，电路的可靠性也得到了提高。电路中的电容采用II类陶瓷介质贴片式电容，三极管、稳压二极管和运算放大器采用不带封装的裸芯片；外壳为可伐镀金，玻璃绝缘子将引脚与外壳绝缘。
如图1所示，以一个支路来介绍电路构成：恒流源电路包括第一至第三电阻R1-R3、第一至第三三极管T1-T3和稳压二极管Z1，所述的第一三极管T1的发射极通过第一电阻R1连接+12V端，集电极通过第二电阻R2接地，基极与第二三极管T2的基极连接，第二三极管T2的发射极通过稳压二极管Z1连接+12V端，第二三极管T2的集电极通过第三电阻R3接地，第二三极管T2的基极与集电极连接，集电极与第三三极管T3的基极连接，第三三极管T3的发射极通过Rxa电阻连接+12V端，第三三极管T3的发射极连接RXA端，第三三极管T3的集电极连接IA1端；所述的稳压二级管Z1的温漂为5PPM/℃。
T1和T2及T2和T3组成镜像恒流源，输出电流Io为：Io＝Ie3-Ib3其中Ie3、Ib3分别为T3管的发射极电流和基极电流，T3管的放大倍数为β，Ib3＝Ie3/(1+β)。因此为了减小Ib3对输出电流的影响，要求β要大(＞200)。T2管、T3管基极等电位，因此电阻RXA上的压降VR加T3管发射结压降Vbe3等于稳压二极管压降VZ加T2管发射结压降Vbe2。电阻RXA上的压降等于电阻RXA的阻值和Ie3的乘积，即
VR＝Ie3×RXA＝VZ+Vbe2-Vbe3，
Ie3＝(VZ+Vbe2-Vbe3)/RXA。
在T2、T3工作电流相近的情况下，Vbe2近似等于Vbe3。因此恒流源输出电流Io≈VZ/RXA。为了在高温时获得稳定的输出电流，要求稳压管及电阻RXA的温漂要小。
所述的信号放大电路包括第一电容C1、第五电阻R5、第六电阻R6与第一运算放大器N1A，所述的第一电容C1的第一端连接IA1端，第二端连接IA2端，第一电容C1的第一端通过第五电阻R5连接第一运算放大器N1A的同相输入端，第一电容C1的第二端通过第六电阻R6连接第一运算放大器的反相输入端第一电容C1的第二端接地，第一运算放大器N1A的反相输入端连接-IA1端，第一运算放大器N1A的输出端连接OUTA1端。第一电容C1并联在PT100铂电阻两端，滤除线路干扰。恒流源输出电流激励PT100铂电阻，电容C1如果漏电流大，就会分流恒流源输出电流，导致流过铂电阻的电流减小，从而使最终输出电压减小。因此电容C1要选用低漏电的瓷介电容。运放要选用低失调电压漂移运放。本电路用OPA2277高精密运放，其失调电压典型值为10μV，失调电压漂移为0.1μV/℃。
所述的滤波电路包括第七电阻至第九电阻R7至R9，所述的第七电阻R7第一端连接运算放大器N1A的输出端，第二端通过第二电容C2连接第二运算放大器N1B的反相输入端，所述的第七电阻R7第二端还通过第八电阻R8连接第二运算放大器N1B的同相输入端，第二运算放大器N1B的输出端通过第九电阻R9连接OUTA2端。滤波电路是一个典型的二阶低通滤波器，其转折频率为2HZ，本滤波器输出的有用信号是直流电压，因此N1B选用低失调电压漂移运放OPA2277。
其它两支路的结构与上述结构相同，只是引脚名称不一样，本集成电路的24个引脚名称如表1所示：
表1
Claims (5)
1.一种高温恒流源厚膜集成电路，其特征在于：包括外壳以及恒流源集成电路，所述的外壳具有双列引脚，每列12个共24个引脚，所述的恒流源集成电路的元器件集成设置在厚膜电路上，封装在外壳内，元器件和外壳引脚连接；所述的恒流源集成电路包括三个支路，每个支路均由恒流源电路、信号放大电路以及信号滤波电路构成。
2.根据权利要求1所述的高温恒流源厚膜集成电路，其特征在于：所述的恒流源电路包括第一至第三电阻、第一至第三三极管和稳压二极管，所述的第一三极管的发射极通过第一电阻连接+12V端，集电极通过第二电阻接地，基极与第二三极管的基极连接，第二三极管的发射极通过稳压二极管连接+12V端，第二三极管的集电极通过第三电阻接地，第二三极管的基极与集电极连接，集电极与第三三极管的基极连接，第三三极管的发射极通过RXA电阻连接+12V端，第三三极管的发射极连接RXA端，第三三极管的集电极连接IA1端。
3.根据权利要求2所述的高温恒流源厚膜集成电路，其特征在于：所述的稳压二级管的温漂为5PPM/℃。
4.根据权利要求3所述的高温恒流源厚膜集成电路，其特征在于：所述的信号放大电路包括第一电容、第五电阻、第六电阻与第一运算放大器，所述的第一电容第一端连接IA1端，第二端连接IA2端，第一电容的第一端通过第五电阻连接第一运算放大器的同相输入端，第一电容的第二端通过第六电阻连接第一运算放大器的反相输入端，第一电容的第二端接地；第一运算放大器的反相输入端连接-IA1端，第一运算放大器的输出端连接OUTA1端。
5.根据权利要求4所述的高温恒流源厚膜集成电路，其特征在于：所述的滤波电路包括第七电阻至第九电阻、第二运算放大器，所述的第七电阻第一端连接第一运算放大器的输出端，第二端通过第二电容连接第二运算放大器的反相输入端，所述的第七电阻第二端还通过第八电阻连接第二运算放大器的同相输入端，第二运算放大器的输出端通过第九电阻连接OUTA2端。
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|---|---|---|---|---|
| CN104467749A (zh) * | 2014-12-21 | 2015-03-25 | 天津七六四通信导航技术有限公司 | 一种仪表着陆地面设备音频信号产生电路及其方法 |
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