电子设计－电压电流转换器.doc

电压电流转换电路应用领域:*控制系统中，为了驱动执行机构，如记录仪和继电器等。*在监测系统中，为了数字化显示。实现方法： 要把电压信号转换为电流信号，如图(a)所示，只需连接电阻就行。但是，这样一来US就会变大，因为IsR=Us，Is也就上升，Us只要不是理想的电压源就难以流入R 。另外，若要读取Is而连接连什么的话，由于其内部电阻与R并联进入，将使等效电阻改变。 图(b)我们应用电流转换为电压的逆向思维。如果我们按照图(b)那样使用OP放大器，那么在A点就会发生虚接地，其电位同Us无关成为接地电平。在这种状态下。流经RC只有Is，与负载的大小无关，所以就能正确的从直流电压信号转换为直流电流信号。电压电流转换电路如下图所示为实现电压电流转换的基本原理电路。由于电路引入负反馈，U0=UI=0,负载电流 IL和UI成线性关系。由于负载没有接地点，因而不适用于某些应用场合。如上图所示为实用的电压电流转换电路。由于电路引入了负反馈，A1构成同相求和运算电路，A2构成电压跟随器。图中R1=R2=R3=R4=R，因此经分析推导可得 推导过程：如图所示为实用的电压电流转换电路。A1构成同相求和运算电路，A2构成电压跟随器。图中R1=R2=R3=R4=R,A1构成同相求和运算电路，因此,代入上式得:,RO上的电压所以 推导过程：如图所示为实用的电压电流转换电路。A1构成同相求和运算电路，A2构成电压跟随器。图中R1=R2=R3=R4=R,A1构成同相求和运算电路，因此,代入上式得:,RO上的电压所以 由输入0-5V的直流电压转换为4-20mA直流电流 ,以及。可得，R0为01250我们取R1=R2=R3=R4=500以上我们就完成了电压-电流的转换。电路改进:（一）由上面推导我们得出输入电压和输出电流成一次比例关系，我们可用三极管代替电压跟随器实现以上电路的功能。其具体电路如下:（二）高输出电压/电流转换电路下图是高输出电压/电流转换电路。若恒流输出电路中负载增大，I0RL产生的电压降超过电路电源电压，电路就不能工作在恒流状态。本电路采用浮地5v和250v电源，可以获得大于200v以上的负载电压。输出电压-VIN为0V-10V，经R1和R2分压0V-1V。若运放A1的反相输入端加-1V电压，以COM为基准，则A1输出为正，VT则有基极电流流通，于是其输出端电压升高，负载中流经I0=1/R6电流，I0R6在-1V时环路是稳定的。R6在10010K范围内改变，即可转换为10mA100A电流，若V0(max) 为200V,最在负载RL(max)为20K，200K，2M时相对应的电流为10mA,1mA,100A。图中标记“*”处必须浮地，简单办法采用DC/DC变换器，或用另处电源变压器构成15V电源。个人心得体会：历时近一个星期的课程设计（电压-电流转换器）即将结束，在短暂的时间里我认识了许多新东西，学懂了电压转换电流的基本原理，以及电压转换电流的应用，如我们最为常见的菲利蒲手机的应用，看来电子对我们人类生活中无处不存在。我们现在已经是大二了，我们明年也要毕业了，虽然这不是我们大学生活的最后一站，但是我们把它放在了极高的高度，有极高的态度去对待它，下面是我们对这次的设计进行总结。在我们做设计的前夕，以我系专业教师为主领导大二和大三同学一起做这次课程设计，不同的教师做的课程设计题目不同，我们设计的是电压转换电流器，不过虽不是太难，但是我们还是自己找资料，理解别人的原理知识，做出自己的作品。根据实际要求和设计题目，我们理出了设计思想，根据电流转换电压的逆向思维，根据虚短和虚断来设计一个电压转换电流的电路图，根据要求的0v5v转换为4mA20mA,我们从中想到用两个加法器来实现这一电路，最终达到自己的目标。在我们选择电路的时候我们对各电路进行分析，以及要用到的电器性能等各方面做了详细的了解。诚然，以我们目前所学到的知识要做到这些显然就困难太大，就此，我们不停地往返于图书馆、网络阅览室之间，从其它书中、网络上等方式寻求更多我们需要的东西。过了选择电路图这一关后，我们已经将主要的元件确定下来了，下一步就是怎样绘制电路图，不过这个电路看上去不难，可是用什么软件画出它，我们还是较尽脑汁。在电路图绘制过程中，我们参阅了大量的资料，借鉴别人成功的例子。这样可以使设计可靠性进一步提高，同时也节省了设计时间。经过别人的设计应用，我们去精确计算各元件的参数，且这些成功的典范已经过应用证明，它的可行性、可靠性等都复合要求，最终我们成功的做出了自己想要的电路图。通过这次设计，使我受益非浅。课程设计是对我们在这二年来对本专业的总结和概括；是一场综合性的考查；是一次社会实践。设计所涉及到的东西是应用比较广泛的，要求知识的综合性较高，各方面都不得要用到一点，但是我们的知识是不全面的，可能还会有更好的方法来实现这一转换思想，这恰恰就是我们在平时里没有注意到的自学能力，通过这次设计，培养了我们自学能力，为以后的继续学习打下了基础。同时这次设计是一个小组，在这个小组中如何相处等式逻辑都不得是一个锻炼。当今社会是电子信息时代，何况我们学的专业是电子信息工程， 我们就应该好好学习，尤其现在大多数的电器都跟我们专业紧密的联系在一起，它不是跟模电有关系就是跟数电有关系，要成为新时代青年，我们就要好好学习为以后的发展作出自己最大的努力。电子产品到处都是，如玩具、手机、在这次设计的过程中得到了老师的帮助，在此，向他们表示最诚挚的谢意！致谢：本次设计是在王春英老师的细心指导和帮助下完成的，她对本次设计的构思、框架和理论运用给予了许多深入的指导，使得设计及得以顺利完成。在这次的设计中，她能够提供许多宝贵的思路和建议，结合工作体会和经历，提出了很多有价值的观点，为完成本次设计给予了极大的帮助。再次感谢所有