精密稳压电源TL431构成的恒光源电路
一些用红外光源构成的模拟传感器对光源的稳定性要求很高。常见的砷化稼红外发光二极管，其发光强度随环境温度、工作时间等因素的变化而变化，难以获得光强稳定的光源。因此，必须采用恒光源电路。
一、恒光源电路的基本原理
图1是用精密稳压电源tl431供电的光源电路，z点的稳定电压为：
式中，vref是tl431的基准电压，约为2.5v。红外发光二极管v2的工作电流i为
i=（v2-vd）/r3（2）
式中，vd是红外发光二极管的正向压降，它是一个随温度变化的参数。由式（2）可见，温度的变化必然引起i的变化进而引起发光二极管发光强度的变化。根据式（1）、（2），可知如果能使r1的阻值受控于v2的辐时光强iv，使r1与i2近似成反比关系，则当某种原因造成光强iv减弱时，有如下的变化过程：
结果又使光强稳定在原来的数值。反之亦然。
据此设想，图2所示恒光源电路框图。图中e/o即图1中的发光二极管v1。光电转换电路o/e截取光源的一部分光线转换为电压信号，经电压放大、电压电流变换电路vi/输出一个电流去控制可变电阻r1的阻值，使r1与光源光强近似成反比关系夕从而形成一个光反馈的闭环系统，输出光强几乎不变的红外光。
二、实际的恒光源电路 电路见图3。图中2cr21型硅光电池v8和反相放大器a1构成光电转换电路，v8的阳极接人a1的负输入端，该点为虚地点，v8截取光源iv的一部分形哎短路电流isc。之所以采用硅光电池是因为其温度特性十分理想，且其辣路电流与入射光强线性关系好。反相放大器a1，输必端a点的电压为
va=-iscr1（3）
va再经a2放大，在电压跟随器a3的输出端b点的电压为
范围内（与实际工作情况相符）goc与ic近似成线性关系，即输出电阻rce与ic近似成反比关系。因为整个闭环是一个负反馈系统，当光源因某种原因变弱时，将形成以下负反馈过程：
从而使光源光强稳定在原来的数值。
威尔逊电流源的特点是电流稳定性很好。在iv不变的条件下，ici几乎不因温度变化而受影响。可以看出，它是用电流负反馈来稳定电流的。若由于环境温度上升造成ic增加，则ic3也增加。因为ic2=ic3，ic2也增加，而ir8=ic2+ib1，icl也随之减小，结果维持ic1基本不变。换句话说，ic1和rce1只受光强变化的影响而不受环境温度变化的影响。
图3中c1至c6各电容是为抑制高频干扰和高频自激而接入的。稳定电压v2经射极跟随器为发光管提供工作电流i，可减小tl431的动态工作范围，进一步提高稳定性。
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结果又使光强稳定在原来的数值。反之亦然。
据此设想，图2所示恒光源电路框图。图中e/o即图1中的发光二极管v1。光电转换电路o/e截取光源的一部分光线转换为电压信号，经电压放大、电压电流变换电路vi/输出一个电流去控制可变电阻r1的阻值，使r1与光源光强近似成反比关系夕从而形成一个光反馈的闭环系统，输出光强几乎不变的红外光。
二、实际的恒光源电路 电路见图3。图中2cr21型硅光电池v8和反相放大器a1构成光电转换电路，v8的阳极接人a1的负输入端，该点为虚地点，v8截取光源iv的一部分形哎短路电流isc。之所以采用硅光电池是因为其温度特性十分理想，且其辣路电流与入射光强线性关系好。反相放大器a1，输必端a点的电压为
va=-iscr1（3）
va再经a2放大，在电压跟随器a3的输出端b点的电压为
范围内（与实际工作情况相符）goc与ic近似成线性关系，即输出电阻rce与ic近似成反比关系。因为整个闭环是一个负反馈系统，当光源因某种原因变弱时，将形成以下负反馈过程：
从而使光源光强稳定在原来的数值。
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图3中c1至c6各电容是为抑制高频干扰和高频自激而接入的。稳定电压v2经射极跟随器为发光管提供工作电流i，可减小tl431的动态工作范围，进一步提高稳定性。
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