電壓電流轉換電路將輸入的電壓信號轉換成電流信號。

1.電壓電流轉換電路作用

電壓電流轉換電路是將輸入的電壓信號轉換成滿足一定關系的電流信號，轉換后的電流相當一個輸出可調的恒流源，其輸出電流應能夠保持穩(wěn)定而不會隨負載的變化而變化。

2.電壓電流轉換電路電路圖

3.電壓電流轉換電路原理

電路中的主要元件為一運算放大器LM324和三極管BG9013及其他輔助元件構成，V0為偏置電壓，Vin為輸入電壓即待轉換電壓，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，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的比例關系。由Io≈(V0+Vi)/Rw關系式也可以看出，當確定了Vin和Io之間的比例關系后，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電流信號轉換成1～5mA電流信號，只需先將4～20mA轉換成電壓即可按上述關系確定V0和Rw的參數(shù)大小，其他轉換可依次類推。

為了使輸入輸出獲得良好的線性對應關系，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)過仔細調試以獲得的性能。我們在多次實際應用中測試，上述轉換電路的非線性失真一般小于0.03%，轉換精度符合要求。

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致誤差。流過電阻R1的電流

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。這一結構的優(yōu)點是沒有共模信號(例如噪聲)出現(xiàn)在負載上。
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