把0~10V转换成4~20MA的电压-电流转换电路图

2013-10-26 15:51:00
  •   电路的功能   以电压形式长距离传输模拟信号时,信号源电阻或电缆的直流电阻会引起电压衰减,信号接收端的输入电阻越低,电压衰减越大。为了提高传输精度,可采用电流环路——一种恒定电流输出电路,把电压变成电流信号,再加以传输。即使电缆的电阻为100欧,恒定电流电路也能有同

电路的功能

以电压形式长距离传输模拟信号时,信号源电阻或电缆的直流电阻会引起电压衰减,信号接收端的输入电阻越低,电压衰减越大。为了提高传输精度,可采用电流环路——一种恒定电流输出电路,把电压变成电流信号,再加以传输。即使电缆的电阻为100欧,恒定电流电路也能有同样的电流输出,所以不会产生误差。

电路工作原理

op放大器a2为恒流输出电路,电流敏感电阻r11产生的电压为0.4~2.0v。a2的输入包括两部分:0.4v的置偏和输入信号,在无信号时,为了使偏置为0.4v,因r3=10r4,所以vr2的输出端电压必须为-4v。

由于a2偏压是-0.4v,所以a2输入信号必须为0~1.6v,两部分合起来相当于-0.04v~2.0v。设计时为要加大敏感电压,使op放大器a1成为衰减器,其放大倍数为0.16。

调整

输入电压等于0v,调整vr2,使电流敏感电阻r11上有4ma电流流过,于是,op放大器a1可不设失调调节。输入10v电压,调节vr1使a1输出为-0.16v,调节中包括了恒流输出电路的误差,应把其输出电流调到20ma。

vr3用来调节恒流特性,在负载上串联一个电流计,负载在0欧和500欧切换,把电流变化调到最小。

元件的选择

op放大器无特殊要求,可用普通产品。4ma的齐纳二极管、可变电阻vr2和电阻r11的误差对电路精度起决定作用,应选用绝对精度高的新产品,电阻r4~r7是调整电阻,允许有一定的误差。

使用注意事项

本电路的负载往往为长电缆,如电路产生振荡,可在op放大器a2的反馈端加0.001~0.01uf的电容,这时虽然高频响应会变差,但从其用途看,仍能满足要求。

象本电路这种恒流电路,从原理上看,不需要负载短路保护,但要注意输出端开路或来自外部的异常电压。

输出晶体管tt1的发射极上如有比+vcc高的电压,就容易损坏元件,所以基极-发射极间的二极管必不可少。如有可能,也应在集电极-发射极之间加保护二极管。d2对负电压箝们,如改用10v左右的齐纳二极管,效果会更好。 来源:人生如梦