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文档简介

1、几个常用的电压电流转换电路作者:日期:1/V转换电路设计1、在实际应用中,对于不存在共模干扰的电流输入信号,可以直接利用一个精密的线绕电阻,实现电流/电压的变换,若精密电阻R1+R如500Q,可实现0-10mA/0-5V的I/V变换,若精密电阻R1+Rw250Q,可实现4-20mA/1-5V的I/V变换。图中R,C组成低通滤波器,抑制高频干扰,Rw用于调整输出的电压范围,电流输入端加一稳压二极管。()(Rw可以调节输出电压范围)缺点是:输出电压随负载的变化而变化,使得输入电流与输出电压之间没有固定的比例关系。优点是:电路简单,适用于负载变化不大的场合,2、由运算放大器组成的I/V转换电路原理:

2、先将输入电流经过一个电阻(高精度、热稳定性好)使其产生一个电压,在将电压经过一个电压跟随器(或放大器),将输入、输出隔离开来,使其负载不能影响电流在电阻上产生的电压。然后经一个电压跟随器(或放大器)输出。C1滤除高频干扰,应为pf级电容。电路图如下所示:4RThu0*输出电压为:注释:通过调节Rw可以调节放大倍数。优点:负载不影响转换关系,但输入电压受提供芯片电压的影响即有输出电压上限值。要求:电流输入信号Ii是从运算放大器A1的同相输入端输入的,因此要求选用具有较高共模抑制比的运算放大器,例如,OP-07、OP-27等。R4为高精度、热稳定性较好的电阻。V/I转换电路设计原理:1、VI变换电

3、路的基本原理:最简单的VI变换电路就是一只电阻,根据欧姆定律:一,如果保证电阻不变,输出电流与输入电压成正比。但是,我们很快发现这样的电路无法实用,一方面接入负载后,由于不可避免负载电阻的存在,式中的R发生了变化,输出电流也发生了变化;另一方面,需要输入信号提供相应的电流,在某些场合无法满足这种需要。1、基于运算放大器的基本VI变换电路为了保证负载电阻不影响电压/电流的变换关系,需要对电路进行调整,如图1是基于运算放大器的基本VI变换电路。利用运算放大器的“虚短”概念可知U-=U+=0因此流过Ri的电流:再利用运算放大器的“虚断”概念可知,流过RL的电流其电路图如下所示:缺点是:负载电阻RL与

4、输入电压Ui没有共地点。因此不太实用。解决方法是:在同相输入端与输出端加以电压跟随器,以实现共地输出的V/I变换。其电路图如下所示:相应计算公式为:由IC2为电压跟随器则:由运算放大器“虚断”可知:利用运算放大器的“虚短”概念可知:Un二Up在实际运用中可R仁R2=R3=R4=Rg理上两式,分别得:因此有:再利用运算放大器的“虚断”概念可知:流过负载电阻RL的电流IL与流过Re电阻的电流相等。即有:因此只要保证Re不变,可见负载电流与输入电压Ui成正比,就能实现了共地输出的VI变换。缺点是:虽然图2已经实现了共地输出,由于一般运算放大器的输出能力有限,很难满足毫安级别以上的电压电流变换,只适用于微安级别以及微安一下的电压到电流的变换。因此需要对运算放大器进行扩流输出。最简单的办法是利用三极管的电流放大特性进行扩流输出。扩流解决方法:利用三极管的电流放大特性进行扩流输出。电路图如下

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