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振学 边
(清华大学工程物理系)
Description
在粒子加速器精密磁场控制等应用中，电流源的长期稳定性与本底噪声直接决定了物理实验的极限精度。为了实现精密控制、长期稳定、极低噪声的电流输出需求，本文研制了一款基于ADA4870的低噪声电流源。系统电源轨采用二级LDO超低噪声稳压方案，实测±6V供电纹波峰峰值控制在百微伏量级。信号主链路采用Composite复合放大拓扑，以超低噪声运放ADA4898作为前级误差放大器，大电流芯片ADA4870作为功率输出级，反馈回路则由高共模抑制比仪表放大器AD8429构建。多维精密测试表明，在200 mA直流输出下，七位半数字万用表10分钟长程采样显示的电流标准差（std）仅为1.5 μA，峰峰值漂移低于8.39 μA，抗热力学漂移性能优异。动态特性上，矢量网络分析仪原位扫频证实系统闭环带宽达12.5 kHz且相位裕度充足，处于绝对稳定状态；高清示波器频域分析（FFT）表明系统对离散空间噪声的压制高达20 dB以上。极限热工况测试显示，400mA电流输出下系统最高温度仅为54.9 ℃，热设计裕量充足。本设计在交直流动态特性、温漂控制及宽带噪声压制上表现优异，为大科学装置精密磁场伺服控制系统提供了仪器级的高可靠性解决方案。
