电流电压转换电路模拟电路课程设计

1、2 0 电 流 / 电 压 转 换 电 路实验目的掌握工业控制中标准电流信号转换成电压信号的电流 / 电压变换器的设计与调 试。实验原理在工业控制中各类传感器常输出标准电流信号420mA，为此，常要先将其转换成± 10V；的电压信号，以便送给各类设备进行处理。这种转换电路以4mA为满量程的 0%对应-10V ；12mA为 50%对应 0V；20mA为 100%对应 +10V。参考电路见 图 3-20-1 所示。图中 A1 运放采用差动输入，其转换电压用电阻R1两端接电流环两端，阻值用500，可由二只 1K 电阻并联实现。这样输入电流 4mA对应电压 2V，输入电 流 20mA对应电压

2、 10V。A1 设计增益为 1，对应输出电压为 -2V-10V 。故要求电 阻R2,R3,R 4和R5+RW阻值相等。这里选 R2=R3=R4=10K；选 R5=9.1K，RW1=2K。 Rw1是用于调整由于电阻元件不对称造成的误差，使输出电压对应在-2V-10V 。变化范围为 -2- (-10 )=8V.而最终输出应为 -10V+10V，变化范围 10V-(-10V)=20V ，故 A2 级增益为 20V/8V=2.5 倍，又输入电流为 12mA时， A1输出电压为 -12 mA×0.5mA=-6V. 此时 要求 A2 输出为 0V。故在 A2反相输入端加入一个 +6V的直流电压，

3、使 ?A2输出为 0。 A2 运放采用反相加法器，增益为 2.5 倍。取 R6=R7=10K ， R9=22K， RW2=5K ，R8=R6/R 7/R 9=4K，取标称值 R8=3.9K。反相加法器引入电压为 6V，通过稳压管经电阻分压取得。稳压管可选稳定电压介于 68V间的系列。这里取 6V2，稳定电压为 6.2V 。工作电流定在 5mA左右 电位器电流控制在 12mA左右。这里 I RW3=6.2V/2K=3.1mA。则有 （12V-VZ）/R10=IZ+I RW3R10 =12V V ZIZ + IRW312 6.25+ 3.1= 0.71K 取标称值 R10=750 . 式中 12V

4、为电路工作电压RW2用于设置改变增益或变换的斜率 （4mA为-10V ， 20mA为+10） ，通过调整 RW2使 变换电路输出满足设计要求。三 设计任务1 预习要求 熟悉有关运放的各类应用电路，按设计要求写出设计过程和调试过程及步 骤。2 设计要求（ 1） 基本要求将标准电流环输出电流 4mA20mA转换为标准电压± 10V。 12mA对应 0V。试 设计实现这一要求的电流 / 电压转换电路，误差控制在 5%以内，电路工作电 源取± 12V 或±15V。（ 2） 提高要求设计一电压 /电流变换电路，± 10V对应 20mA，0V对应 12mA， -10V 对应 4mA，可查询或参考其他有关资料。四 调试步骤1 根据原理自拟调试步骤。建议逐级调试，直至最后输出达到指标要求2 拟定 510 个测试点，取点应均匀，作出电流电压变换特性曲线。五 实验报告要求1 设计好的电路图2 调试步骤3 关系曲线4 最终完成的电路图六 思考题1 A1 运放构成差动输入，若将同相端与反相端对调，可行吗？若行，试给出 相应的变换电路2 按本实验方式设计一个电压 / 电流变换电路，将± 10V 电压转换成 420mA的 电流信号。七 仪器与器件1 仪器双踪示波器