由運(yùn)放組成的VI,IV變換電路

1、 由運(yùn)放組成的V/I、I/V變換電路1、 05V/010mA 的V/I變換電路圖1是由運(yùn)放和阻容等元件組成的V/I變換電路，能將05V的直流電壓信號(hào)線性地轉(zhuǎn)換成010mA 的電流信號(hào)，A1是比較器A3是電壓跟隨器，構(gòu)成負(fù)反饋回路，輸入電壓Vi 與反饋電壓Vf 比較，在比較器A1的輸出端得到輸出電壓VL ，V1控制運(yùn)放A1的輸出電壓V2，從而改變晶體管T1的輸出電流IL 而輸出電流IL 又影響反饋電壓Vf ，達(dá)到跟蹤輸入電壓Vi 的目的。輸出電流IL 的大小可通過下式計(jì)算：IL Vf/(Rw+R7，由于負(fù)反饋的作用使Vi=Vf，因此IL Vi/(Rw+R7，當(dāng)Rw+R7取值為500時(shí), 可實(shí)現(xiàn)0

2、5V/010mA 的V/I轉(zhuǎn)換，如果所選用器件的性能參數(shù)比較穩(wěn)定，運(yùn)故A1、A2的放大倍數(shù)較大，那么這種電路的轉(zhuǎn)換精度，一般能夠達(dá)到較高的要求。2、 010V/010mA 的V/I變換電路圖2中Vf 是輸出電流IL 流過電阻Rf 產(chǎn)生的反饋電壓，即V1與V2兩點(diǎn)之間的電壓差，此信號(hào)經(jīng)電阻R3、R4加到運(yùn)放A1的兩個(gè)輸入端Vp 與Vn ，反饋電壓Vf=V1V2，對(duì)于運(yùn)放A1，有VN Vp ；Vp V1/(R2+R3×R2，VN V2(Vi-V2×R4/(R1+R4，所以V1/(R2+R3×R2V2(Vi-V2×R4/(R1+R4，依據(jù)Vf V1-V2及上式

3、可推導(dǎo)出：若式中R1R2100k ，R1R4=20k，則有：Vf×R1Vi×R4，得出：Vf R4/R1×Vi1/5Vi，如果忽略流過反饋回路R3、R4的電流，則有：IL Vf/RfVi/5Rf，由此可以看出當(dāng)運(yùn)放的開環(huán)增益足夠大時(shí)，輸出電流IL 與輸入電壓Vi 滿足線性關(guān)系，而且關(guān)系式中只與反饋電阻Rf 的阻值有關(guān)顯然，當(dāng)Rf 200時(shí)，此電路能實(shí)現(xiàn)010v/010mA 的V/I變換。3、 15V/420mA 的V/I變換電路在圖3中輸入電壓Vi 是疊加在基準(zhǔn)電壓VB(VB=10V上，從運(yùn)放A1的反向輸入VN 端輸入的，晶體管T1、T2組成復(fù)合管，作為射極跟蹤器

4、，起到降低T1基極電流的作用(即忽略反饋電流I2 ，使得IL I1，而運(yùn)放A1滿足VN Vp ，如果電路圖中R1R2R ，R4R5kR ，則有如下表達(dá)式： 由式可推出：若Rf 62.5,k=0.25,Vi=15V ，則I1420mA ，而實(shí)際變換電流IL 比I1小，相差I(lǐng)2(IL=I1-I2，I2是一個(gè)隨輸入電壓Vi 變化的變量，輸入電壓最小時(shí)(Vi=1V,誤差最大，在實(shí)際應(yīng)用中，為了使誤差降到最小，一般R1，R2，Rf 的阻值分別選取40.25k ,40k ,62.5。4、 010mA/05V 的I/V變換電路在實(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)

5、現(xiàn)電流/電壓的變換，如圖4，若精密電阻R1Rw 500, 可實(shí)現(xiàn)0-10mA/0-5V的I/V變換，若精密電阻R1Rw 250, 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。對(duì)于存在共模干擾的電流輸入信號(hào)，可采用隔離變壓器耦合方式，實(shí)現(xiàn)0-10mA/0-5V的I/V變換，一般變壓器輸出端的負(fù)載能力較低，在實(shí)際應(yīng)用中還應(yīng)在輸出端接一個(gè)電壓跟隨器作為緩沖器，以提高驅(qū)動(dòng)能力。5、 由運(yùn)放組成的010mA/05V 的I/V變換電路在圖5中，運(yùn)放A1的放大倍數(shù)為A (R1+Rf/R1,若R1100k ，Rf

6、150k ，則A 2.5；若R4200，對(duì)于010mA 的電流輸入信號(hào)，將在R4上產(chǎn)生02V 的電壓信號(hào)，由A 2.5可知，010mA 的輸入電流對(duì)應(yīng)05V 的輸出電壓信號(hào)。圖中電流輸入信號(hào)Ii 是從運(yùn)放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。 6、 420mA/05V 的I/V變換電路經(jīng)對(duì)圖6電路分析，可知流過反饋電阻Rf 的電流為(Vo-VN/Rf與VN/R1(VN-Vf/R5相等，由此，可推出輸出電壓Vo 的表達(dá)式： Vo=(1+Rf/R1+Rf/R5×VN-(R4/R5×Vf。由于VN Vp Ii×R4，上式中的VN 即可用Ii×R4