电流源架构
　　设计电流源的方法有很多种。在研究双运放拓扑之前，我们先简要回顾一下其他一些选项。

　　一种有趣的方法是使用电压调节器作为电流调节器：

　　LT3085 的应用图。图片由Linear Devices (Analog Devices)提供

　　另一种选择是基于放大器的电路，我在之前关于如何设计简单的压控双向电流源的文章中讨论过该电路。基于放大器的电路隐约让人想起双运算放大器拓扑，但其中一个放大器是仪表放大器而不是运算放大器。

　　电压可编程电流源图。图片由Linear Devices (Analog Devices)提供

　　，我们有Howland 电流泵，Sergio Franco 博士撰写的 AAC 文章对此进行了全面分析。

　　双运放拓扑
　　我在 Analog Devices 的旧应用笔记中发现了这个电路，它被描述为“精密电流泵”。它产生与输入电压成正比的双向输出电流。

　　这是原始电路图：

　　精密电流泵示意图。图片由Analog Devices提供
　　我喜欢这条赛道的一些特点。首先，只需要两种类型的组件：运算放大器和电阻器。
　　其次，运算放大器具有相同的部件号。确实，该电路使用两个运算放大器，而 Howland 泵仅使用一个，但两个运算放大器可以是完全相同的部件这一事实是有利的，因为您可以使用双运算放大器 IC 封装，从而限度地减少任何影响。第二个运算放大器需要额外的成本或电路板空间。

　　第三，五个电阻中的四个（R2、R3、R4、R5）可以具有相同的值，然后电压-电流增益由一个电阻（R1）控制。 R2–R5 的值并不重要，因此您可以使电路适应实验室已有的组件或现有的 BOM。但请记住，更高精度的电阻器将产生更高精度的电流源。

　　第四，输入电压是差分的。这为您提供控制电压的提供方式提供了一定的灵活性，并且允许您利用电路的双向输出电流功能，而无需生成延伸至地电位以下的控制电压。
　　双运放电流源的基本操作
　　我们将使用 LTspice 实现来帮助我们分析双运算放大器电流源。
　　在这里，我使用 LTspice“理想单极运算放大器”。我初用 OP-77 进行了尝试，但模拟运行不正常。 OP-77 宏模型可能存在问题，因为我有另一个版本的电路，它使用 LT1001A 运算放大器并且可以正确模拟。
　　恒流源电路通常依赖于某种类型的反馈，使电压源产生指定的电流，而不管负载电阻如何。 （您可以在我为颜色传感器项目设计的电压控制 LED 驱动器中看到一个简单的示例。）
　　在双运放电流泵中，U1 放大差分控制电压，U2 配置为电压跟随器，用于感测负载两端的电压并将其反馈至输入级。

　　上图所示的电压源配置可产生 +250 mV 至 –250 mV 范围内的差分输入电压。根据应用笔记中提供的公式，输出电流应在 2.5 mA 至 –2.5 mA 之间变化，因为 A V = 1 且 R1 = 100 Ω，这正是我们所观察到的：

　　对于该电路，您需要注意的一件事是 U1 输出电压。所有负载电流均来自U1。如果我们忽略流过反馈电阻R4并流入U2正输入端的非常小的电流，则U1输出端的电压将等于I OUT乘以负载电阻与R1电阻之和。
　V_{OUT，U1}\approx \left（R_{LOAD}+R1\right）I_{OUT}
　　该电压很容易超过运算放大器输出级实际产生的电压，特别是如果您使用 ±3 V 或 ±5 V 电源轨，而不是 ±12 V 或 ±15 V 模拟电源电压，我相信后者更有效。过去常见。
　　由于这一限制，我认为双运放电流泵对于低负载电阻和/或小输出电流的应用来说是一个不错的选择。