幾個(gè)常用的電壓電流轉(zhuǎn)換電路

1、幾個(gè)常用的電壓電流轉(zhuǎn)換電路i/v轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)1、在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于不存在共模干擾的電流輸入信號(hào)，可以直接利用一個(gè)精密的線繞電阻，實(shí)現(xiàn)電流/電壓的變換，若精密電阻r1rw500,可實(shí)現(xiàn)0-10ma/0-5v的i/v變換，若精密電阻r1rw250,可實(shí)現(xiàn)4-20ma/1-5v的i/v變換。圖中r,c組成低通濾波器，抑制高頻干擾，rw用于調(diào)整輸出的電壓范圍，電流輸入端加一穩(wěn)壓二極管。電路圖如下所示：輸出電壓為： vo=ii*（r1+rw）（rw可以調(diào)節(jié)輸出電壓范圍）缺點(diǎn)是：輸出電壓隨負(fù)載的變化而變化，使得輸入電流與輸出電壓之間沒有固定的比例關(guān)系。優(yōu)點(diǎn)是：電路簡單，適用于負(fù)載變化不大的場合，2、由運(yùn)算

2、放大器組成的i/v轉(zhuǎn)換電路原理：先將輸入電流經(jīng)過一個(gè)電阻（高精度、熱穩(wěn)定性好）使其產(chǎn)生一個(gè)電壓，在將電壓經(jīng)過一個(gè)電壓跟隨器（或放大器），將輸入、輸出隔離開來，使其負(fù)載不能影響電流在電阻上產(chǎn)生的電壓。然后經(jīng)一個(gè)電壓跟隨器（或放大器）輸出。c1濾除高頻干擾，應(yīng)為pf級(jí)電容。電路圖如下所示：輸出電壓為：vo=ii*r4*(1+r3+rwr1)注釋：通過調(diào)節(jié)rw可以調(diào)節(jié)放大倍數(shù)。優(yōu)點(diǎn)：負(fù)載不影響轉(zhuǎn)換關(guān)系，但輸入電壓受提供芯片電壓的影響即有輸出電壓上限值。要求：電流輸入信號(hào)ii是從運(yùn)算放大器a1的同相輸入端輸入的，因此要求選用具有較高共模抑制比的運(yùn)算放大器，例如，op-07、op-27等。r4為高精度、

3、熱穩(wěn)定性較好的電阻。v/i轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)原理：1、v i 變換電路的基本原理：最簡單的vi變換電路就是一只電阻，根據(jù)歐姆定律：io=uir，如果保證電阻不變，輸出電流與輸入電壓成正比。但是，我們很快發(fā)現(xiàn)這樣的電路無法實(shí)用，一方面接入負(fù)載后，由于不可避免負(fù)載電阻的存在，式中的r發(fā)生了變化，輸出電流也發(fā)生了變化；另一方面，需要輸入信號(hào)提供相應(yīng)的電流，在某些場合無法滿足這種需要。1 、基于運(yùn)算放大器的基本vi變換電路為了保證負(fù)載電阻不影響電壓/電流的變換關(guān)系,需要對(duì)電路進(jìn)行調(diào)整,如圖1是基于運(yùn)算放大器的基本vi變換電路。利用運(yùn)算放大器的“虛短”概念可知u-=u+=0；因此流過ri的電流：ii=uir再

4、利用運(yùn)算放大器的“虛斷”概念可知，流過rl的電流il=ii=uir其電路圖如下所示：缺點(diǎn)是：負(fù)載電阻rl與輸入電壓ui沒有共地點(diǎn)。因此不太實(shí)用。解決方法是：在同相輸入端與輸出端加以電壓跟隨器，以實(shí)現(xiàn)共地輸出的v/i變換。其電路圖如下所示：相應(yīng)計(jì)算公式為：由ic2為電壓跟隨器則：uo=uo2由運(yùn)算放大器“虛斷”可知：ui-upr3=un-uo2r4unr1=uo1-unr2利用運(yùn)算放大器的“虛短”概念可知:un=up在實(shí)際運(yùn)用中可r1=r2=r3=r4=r，整理上兩式，分別得：up=ui+uo22un=uo12因此有：ui=uo2-uo1再利用運(yùn)算放大器的“虛斷”概念可知：流過負(fù)載電阻rl的電流il與流過re電阻的電流相等。即有:il=uire因此只要保證re不變，可見負(fù)載電流與輸入電壓ui成正比，就能實(shí)現(xiàn)了共地輸出的vi變換。缺點(diǎn)是：雖然圖2已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了共地輸出，由于一般運(yùn)算放大器的輸出能力有限，很難滿足毫安級(jí)別以上的電壓電流變換，只適用于微安級(jí)別以及微安一下的電壓到電流的變換。因此需要對(duì)運(yùn)算放大器進(jìn)行擴(kuò)流輸出。最簡單的辦法是利用三極管的電流放大特性進(jìn)行擴(kuò)流輸出。擴(kuò)流解決方法：利用三極管的電流放大特性進(jìn)行擴(kuò)流輸出。電