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在工业操控等传感器的运用电路中,输出模拟信号一般以电压方法存在。在以电压方法长距离传输模拟信号时,信号源电阻或传输线路的直流电阻等会引起电压衰减。为了尽最大或许防止信号在传输过程中的衰减,可增大信号接纳端的输入电阻,但信号接纳端输入电阻的增大,使传输线路易受外界电磁搅扰,因此在长距离传输模拟信号时,不能以电压输出方法,而需把电压输出转化成电流输出。
电压电流转化器是将输入电压信号转化成电流信号的电路,是由电压操控的电流源。是将输入的电压信号转化成满意必定联系的电流信号,转化后的电流适当一个输出可调的恒流源,其输出电流应可以保持安稳而不会随负载的改变而改变。
这是由运放与三极管组成的压控恒流源,其原理是经过负反馈操控运放输出电压操控NPN型三极管基极到发射极的电流的巨细,从而操控三极管输出电流的巨细,三极管作业与扩大状况,运放及外围电阻组成了同相扩大器,扩大倍数为1+(R11/R8)=2,VCC作为三极管及运放的供电电源。
电路中的运放同相输入端的电压并非由外部输入的Ui独自操控,而是又经过了电阻R6将UB电压引进,即采样电阻R6低压则的电压,依据电阻分压,运放的同相输入端即10端电压为(Ui-UB)/2 +UB,则UA=2*((Ui-UB)/2 +UB))=Ui+UB,那么R1两头的电压差为UA-UB=Ui,即经过R1的电流为Ui/R1,由此操控Ui的巨细,即可操控输出电流的巨细。
需求留意的是后级输出负载不能过大,当负载所发生的的压降大于三极管供电电源VCC时则阐明负载过大,此刻三极管是没办法供给满足电流的。
依据输出电流规模4-20mA,反推出Ui的对应规模为0.4-2V,则在Ui前加一级扩大电路如下图:
因为模块电路对应输出的电流规模是4-20mA,那么必定要确保在输入电压为0v时Ui为0.4V,即需求在同相扩大器U1A同相输入端加调压电路,调压电路电压有必要精准安稳,不受电源电压动摇的影响,故由TL431组成以2.5V为基准电压源,经由电位器RP2分压出可调电压经过跟从器输出经由R5输入到U1A同相输入端。
如此则可经过调理电位器RP2即可调理对应输出电流的巨细,则在运用模块前,经过调理RP2将输出电流调理为4mA即可。
电压输入部分先经过运放构成的跟从器(输入阻抗高,输出阻抗小)输出,再经由电位器来作将输入电压衰减。经过调零操作后,可先将输入电压调理至最大值,再经过调理电位器RP1使输出电流到达20mA停止即可。
例如想要完成0-10V对应输出4-20mA电流功用,则第一步先调零操作,使输入电压先为0V,经过调理电位器RP2使输出电流到达4mA,再将输入电压调理至10V,经过调理电位器RP1,直至使输出电流到达20mA,即调理结束,对其他量程的调理和上述过程共同。
留意:后级输出负载不能过大,当负载所发生的的压降大于三极管供电电源VCC时则阐明负载过大,此刻三极管是没办法供给满足电流的。