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  6. 電壓電流轉(zhuǎn)換電路的作用介紹
    • 發(fā)布時間:2021-05-15 15:17:48
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    電壓電流轉(zhuǎn)換電路的作用介紹
    電壓電流轉(zhuǎn)換電路將輸入的電壓信號轉(zhuǎn)換成電流信號。
    1.電壓電流轉(zhuǎn)換電路作用
    電壓電流轉(zhuǎn)換電路是將輸入的電壓信號轉(zhuǎn)換成滿足一定關(guān)系的電流信號,轉(zhuǎn)換后的電流相當一個輸出可調(diào)的恒流源,其輸出電流應(yīng)能夠保持穩(wěn)定而不會隨負載的變化而變化。
    2.電壓電流轉(zhuǎn)換電路電路圖
    電壓電流轉(zhuǎn)換電路
    3.電壓電流轉(zhuǎn)換電路原理
    電路中的主要元件為一運算放大器LM324和三極管BG9013及其他輔助元件構(gòu)成,V0為偏置電壓,Vin為輸入電壓即待轉(zhuǎn)換電壓,R為負載電阻。其中運算放大器起比較器作用,將正相端電壓輸入信號與反相端電壓V-進行比較,經(jīng)運算放大器放大后再經(jīng)三極管放大,BG9013的射級電流Ie作用在電位器Rw上,由運放性質(zhì)可知:
    V-=Ie·Rw=(1+k)Ib·Rw
    流經(jīng)負荷R的電流Io即BG9013的集電極電流等于k·Ib。令R1=R2,則有
    V0+Vm=V+=V-=(1+k)Ib·Rw=(1+1/k)Io·Rw
    其中k>1,所以Io≈(Vo+Vin)/Rw。
    由上述分析可見,輸出電流Io的大小在偏置電壓和反饋電阻Rw為定值時,與輸入電壓Vin成正比,而與負載電阻R的大小無關(guān),說明了電路良好的恒流性能。改變V0的大小,可在Vin=0時改變Io的輸出。在V0一定時改變Rw的大小,可以改變Vin與Io的比例關(guān)系。由Io≈(V0+Vi)/Rw關(guān)系式也可以看出,當確定了Vin和Io之間的比例關(guān)系后,即可方便地確定偏置電壓V0和反饋電阻Rw。例如將0~5V電壓轉(zhuǎn)換成0~5mA的電流信號,可令V0=0,Rw=1kΩ,其中Vo=0相當于將其直接接地。若將0~5V電壓信號轉(zhuǎn)換成1~5mA電流信號,則可確定V0=1.25V,Rw=1.25kΩ。同樣若將4~20mA電流信號轉(zhuǎn)換成1~5mA電流信號,只需先將4~20mA轉(zhuǎn)換成電壓即可按上述關(guān)系確定V0和Rw的參數(shù)大小,其他轉(zhuǎn)換可依次類推。
    為了使輸入輸出獲得良好的線性對應(yīng)關(guān)系,要特別注意元器件的選擇,如輸入電阻R1、R2及反饋電阻Rw,要選用低溫漂的精密電阻或精密電位器,元件要經(jīng)過測量后再焊接,并經(jīng)過仔細調(diào)試以獲得的性能。我們在多次實際應(yīng)用中測試,上述轉(zhuǎn)換電路的非線性失真一般小于0.03%,轉(zhuǎn)換精度符合要求。
    如果輸入信號是電壓源。并且要傳輸?shù)捷^遠的負載上.負載電流取決于輸入信號和負載之間的串聯(lián)電阻。即使串聯(lián)電阻上的壓降微弱的減小也會大大地改變負載電壓的百分比誤差。由于損耗或溫度引起負載電阻的任何變化將導(dǎo)致誤差。流過電阻R1的電流
    電壓電流轉(zhuǎn)換電路
    這樣,流過負載電阻R的輸出電流i0僅取決于vs和R1,不取決于R本身。對于一個確定值的R1,i0直接與vs成比例。即負載是浮空的。這一結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是沒有共模信號(例如噪聲)出現(xiàn)在負載上。
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