電流電壓轉(zhuǎn)換電路模擬電路課程設(shè)計(jì)

1、2 0 電 流 / 電 壓 轉(zhuǎn) 換 電 路實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆展I(yè)控制中標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)的電流 / 電壓變換器的設(shè)計(jì)與調(diào) 試。實(shí)驗(yàn)原理在工業(yè)控制中各類傳感器常輸出標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)420mA，為此，常要先將其轉(zhuǎn)換成± 10V；的電壓信號(hào)，以便送給各類設(shè)備進(jìn)行處理。這種轉(zhuǎn)換電路以4mA為滿量程的 0%對(duì)應(yīng)-10V ；12mA為 50%對(duì)應(yīng) 0V；20mA為 100%對(duì)應(yīng) +10V。參考電路見 圖 3-20-1 所示。圖中 A1 運(yùn)放采用差動(dòng)輸入，其轉(zhuǎn)換電壓用電阻R1兩端接電流環(huán)兩端，阻值用500，可由二只 1K 電阻并聯(lián)實(shí)現(xiàn)。這樣輸入電流 4mA對(duì)應(yīng)電壓 2V，輸入電 流 20mA對(duì)應(yīng)電壓

2、 10V。A1 設(shè)計(jì)增益為 1，對(duì)應(yīng)輸出電壓為 -2V-10V 。故要求電 阻R2,R3,R 4和R5+RW阻值相等。這里選 R2=R3=R4=10K；選 R5=9.1K，RW1=2K。 Rw1是用于調(diào)整由于電阻元件不對(duì)稱造成的誤差，使輸出電壓對(duì)應(yīng)在-2V-10V 。變化范圍為 -2- (-10 )=8V.而最終輸出應(yīng)為 -10V+10V，變化范圍 10V-(-10V)=20V ，故 A2 級(jí)增益為 20V/8V=2.5 倍，又輸入電流為 12mA時(shí)， A1輸出電壓為 -12 mA×0.5mA=-6V. 此時(shí) 要求 A2 輸出為 0V。故在 A2反相輸入端加入一個(gè) +6V的直流電壓，

3、使 ?A2輸出為 0。 A2 運(yùn)放采用反相加法器，增益為 2.5 倍。取 R6=R7=10K ， R9=22K， RW2=5K ，R8=R6/R 7/R 9=4K，取標(biāo)稱值 R8=3.9K。反相加法器引入電壓為 6V，通過穩(wěn)壓管經(jīng)電阻分壓取得。穩(wěn)壓管可選穩(wěn)定電壓介于 68V間的系列。這里取 6V2，穩(wěn)定電壓為 6.2V 。工作電流定在 5mA左右 電位器電流控制在 12mA左右。這里 I RW3=6.2V/2K=3.1mA。則有 （12V-VZ）/R10=IZ+I RW3R10 =12V V ZIZ + IRW312 6.25+ 3.1= 0.71K 取標(biāo)稱值 R10=750 . 式中 12V

4、為電路工作電壓RW2用于設(shè)置改變?cè)鲆婊蜃儞Q的斜率 （4mA為-10V ， 20mA為+10） ，通過調(diào)整 RW2使 變換電路輸出滿足設(shè)計(jì)要求。三 設(shè)計(jì)任務(wù)1 預(yù)習(xí)要求 熟悉有關(guān)運(yùn)放的各類應(yīng)用電路，按設(shè)計(jì)要求寫出設(shè)計(jì)過程和調(diào)試過程及步 驟。2 設(shè)計(jì)要求（ 1） 基本要求將標(biāo)準(zhǔn)電流環(huán)輸出電流 4mA20mA轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓± 10V。 12mA對(duì)應(yīng) 0V。試 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)這一要求的電流 / 電壓轉(zhuǎn)換電路，誤差控制在 5%以內(nèi)，電路工作電 源取± 12V 或±15V。（ 2） 提高要求設(shè)計(jì)一電壓 /電流變換電路，± 10V對(duì)應(yīng) 20mA，0V對(duì)應(yīng) 12mA， -10V 對(duì)應(yīng) 4mA，可查詢或參考其他有關(guān)資料。四 調(diào)試步驟1 根據(jù)原理自擬調(diào)試步驟。建議逐級(jí)調(diào)試，直至最后輸出達(dá)到指標(biāo)要求2 擬定 510 個(gè)測(cè)試點(diǎn)，取點(diǎn)應(yīng)均勻，作出電流電壓變換特性曲線。五 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1 設(shè)計(jì)好的電路圖2 調(diào)試步驟3 關(guān)系曲線4 最終完成的電路圖六 思考題1 A1 運(yùn)放構(gòu)成差動(dòng)輸入，若將同相端與反相端對(duì)調(diào)，可行嗎？若行，試給出 相應(yīng)的變換電路2 按本實(shí)驗(yàn)方式設(shè)計(jì)一個(gè)電壓 / 電流變換電路，將± 10V 電壓轉(zhuǎn)換成 420mA的 電流信號(hào)。七 儀器與器件1 儀器雙蹤示波器