把0~10V轉(zhuǎn)換成4~20MA的電壓-電流轉(zhuǎn)換電路

把0~10V轉(zhuǎn)換成4~20MA的電壓-電流轉(zhuǎn)換電路

電路的功能

以電壓形式長距離傳輸模擬信號(hào)時(shí)，信號(hào)源電阻或電纜的直流電阻會(huì)引起電壓衰減，信號(hào)接收端的輸入電阻越低，電壓衰減越大。為了提高傳輸精度，可采用電流環(huán)路——一種恒定電流輸出電路，把電壓變成電流信號(hào)，再加以傳輸。即使電纜的電阻為100歐，恒定電流電路也能有同樣的電流輸出，所以不會(huì)產(chǎn)生誤差。

電路工作原理

OP放大器A2為恒流輸出電路，電流敏感電阻R11產(chǎn)生的電壓為0.4~2.0V。A2的輸入包括兩部分：0.4V的置偏和輸入信號(hào)，在無信號(hào)時(shí)，為了使偏置為0.4V，因R3=10R4，所以VR2的輸出端電壓必須為-4V。

由于A2偏壓是-0.4V，所以A2輸入信號(hào)必須為0~1.6V，兩部分合起來相當(dāng)于-0.04V~2.0V。設(shè)計(jì)時(shí)為要加大敏感電壓，使OP放大器A1成為衰減器，其放大倍數(shù)為0.16。

調(diào)整

輸入電壓等于0V，調(diào)整VR2，使電流敏感電阻R11上有4MA電流流過，于是，OP放大器A1可不設(shè)失調(diào)調(diào)節(jié)。輸入10V電壓，調(diào)節(jié)VR1使A1輸出為-0.16V，調(diào)節(jié)中包括了恒流輸出電路的誤差，應(yīng)把其輸出電流調(diào)到20MA。

VR3用來調(diào)節(jié)恒流特性，在負(fù)載上串聯(lián)一個(gè)電流計(jì)，負(fù)載在0歐和500歐切換，把電流變化調(diào)到最小。

元件的選擇

OP放大器無特殊要求，可用普通產(chǎn)品。4MA的齊納二極管、可變電阻VR2和電阻R11的誤差對(duì)電路精度起決定作用，應(yīng)選用絕對(duì)精度高的新產(chǎn)品，電阻R4~R7是調(diào)整電阻，允許有一定的誤差。

使用注意事項(xiàng)

本電路的負(fù)載往往為長電纜，如電路產(chǎn)生振蕩，可在OP放大器A2的反饋端加0.001~0.01UF的電容，這時(shí)雖然高頻響應(yīng)會(huì)變差，但從其用途看，仍能滿足要求。

象本電路這種恒流電路，從原理上看，不需要負(fù)載短路保護(hù)，但要注意輸出端開路或來自外部的異常電壓。

輸出晶體管TT1的發(fā)射極上如有比+VCC高的電壓，就容易損壞元件，所以基極-發(fā)射極間的二極管必不可少。如有可能，也應(yīng)在集電極-發(fā)射極之間加保護(hù)二極管。D2對(duì)負(fù)電壓箝們，如改用10V左右的齊納二極管，效果會(huì)更好。

本文地址：http://wenjunhu.com/article/88/131/138/2010/20100506217136.html