"IV转换电路"
IV转换电路是将输入电压信号转换为输出电流信号的电路,常用于工业自动控制、医疗设备、科学仪器等领域。本文将介绍由运放组成的VI_IV变换电路的电路原理和应用。
1. 0-5V/0-10mA的 V/I变换电路
该电路由运放A1、A3、晶体管T1、电阻Rw、R7等组成。输入电压Vi经比较器A1与反馈电压Vf比较,在比较器A1的输出端得到输出电压VL,V1控制运放A1的输出电压V2,从而改变晶体管T1的输出电流IL。输出电流IL的大小可以通过下式计算:IL=Vf/(Rw+R7)。由于负反馈的作用使Vi=Vf,因此IL=Vi/(Rw+R7)。当Rw+R7取值为500Ω时,可以实现0-5V/0-10mA的V/I转换。
2. 0-10V/0-10mA的 V/I变换电路
该电路由运放A1、电阻R1、R2、R3、R4、电流检测电阻Rf等组成。输出电流IL流过电阻Rf产生反馈电压Vf,即V1与V2两点之间的电压差。此信号经电阻R3、R4加到运放A1的两个输入端Vp与Vn,反馈电压Vf=V1-V2。依据Vf=V1-V2及上式可推导出:若式中R1=R2=100kΩ,R1=R4=20kΩ,则有:Vf×R1=Vi×R4,得出:Vf=R4/R1×Vi=1/5Vi。如果忽略流过反馈回路R3、R4的电流,则有:IL=Vf/Rf=Vi/5Rf。
3. 1-5V/4-20mA的 V/I变换电路
该电路由运放A1、晶体管T1、T2、电阻R1、R2等组成。输入电压Vi是叠加在基准电压VB(VB=10V)上,从运放A1的反向输入VN端输入的,晶体管T1、T2组成复合管,作为射极跟踪器,起到降低T1基极电流的作用(即忽略反馈电流I2),使得IL≈I1,而运放A1满足VN≈Vp。
由运放组成的VI_IV变换电路可以实现0-5V/0-10mA、0-10V/0-10mA、1-5V/4-20mA等多种V/I转换关系,满足不同应用场景的需求。这些电路的转换精度可以通过选择合适的器件参数和调整电路结构来提高。