¿Cómo genero ~ 50 microamperios de CC a través de la resistencia dinámica?

Una breve revisión de las especificaciones lleva a:

• La corriente constante de 50 µA en 20 kΩ (caso más desfavorable) da el voltaje requerido \ $ V = IR = 50µ \ veces 20k = 1000 mV = 1 \; V \ $. Esto debería ser fácil de hacer desde una batería de 9 V.

  

Un circuito que puede proporcionar ~ 50 microamperios de corriente continua continua a un electrodo de 1 pulgada cuadrada aplicado a tejidos heterogéneos con buena visibilidad de las condiciones de operación del circuito y protección contra corrientes elevadas.

Creo que puede satisfacer ambos requisitos utilizando una fuente de corriente constante de 50 µA que está limitada a un voltaje máximo en los terminales.

• La fuente de corriente constante puede eliminar la necesidad de leer la corriente. Como es constante, solo necesitamos leer el voltaje para calcular la resistencia de \ $ R = \ frac {V} {I} = \ frac {V} {50µ} \ $.

• Dado que 1 V es adecuado para conducir la corriente requerida, parece razonable un límite superior de 1,2 V para darle algo de margen.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Figura 1. Esquema muy esquemático del sistema requerido.

• I1 es la fuente actual. Debe tener incorporado el control de voltaje superior.
• VM1 se muestra como referencia. El voltaje a través de su muestra de tejido aparecería aquí.
• Un micro simple, como un Arduino o cualquiera de los otros, proporcionaría un medio simple de leer, escalar, promediar, etc., las lecturas y la salida a una pantalla o registrador.

Podría considerar comenzar con un diseño clásico: un circuito de corriente constante conectado a tierra basado en un opamp. Aquí hay un sitio que muestra la construcción de uno (con una especificación algo diferente, pero un diseño similar) : . Estas piezas son baratas.

En lugar de una resistencia, agregar un diodo Zener puede proporcionar una mejor estabilidad con respecto a los cambios en el voltaje de la fuente, como se muestra en el diagrama a continuación. Aproximadamente la corriente a través de la carga es el voltaje de ruptura del diodo Zener (5v?) Dividido por la resistencia R3. Al ser un poco perezoso esta noche, tomé el opamp y el transistor predeterminados del laboratorio de circuitos, por lo que probablemente querría buscar buenos para esta aplicación. Pero esto debería darle un comienzo. Tal como está, parecía dar una corriente de cerca de 50 microamperios cuando la carga variaba de 2k a 20k.

(El antiguo Manual del diseñador electrónico usaba el venerable uA741 como amplificador operacional, pero el laboratorio de circuitos TL081 también tiene un voltaje de suministro mínimo de 7v).

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

  

Me perdí por completo la existencia de IC actuales constantes,

Básicamente, hay dos formas de hacerlo, suponiendo un suministro de voltaje fijo.

1. Una fuente de corriente constante. Es esencialmente una fuente de voltaje en serie con una resistencia enorme. La resistencia es mucho mayor que la de la carga, por lo que la corriente está determinada principalmente por la resistencia en serie. Esta es una solución de bucle abierto.

2. Una resistencia en serie que varía con la carga para mantener una corriente constante. Normalmente necesita retroalimentación negativa más un mecanismo de muestreo para que esto funcione.