常见的几种VI电路计算

1、缺点：负载是悬空的。电压一电流变换（V/I）在某些场合，负载要求电流源驱动，而实际的信号可能是电压源。因此要求将电压源信号变换 成电流源信号，并且不论负载如何变化，电流源电流只取决于输入电压源信号，而与负载无关。另 外，在信号的远距离传输中，由于电流信号相对电压信号不易受到干扰，因此也需要将电压信号变 换为电流信号来传输，如工业标准 420mA电流输出。以下给出几个 V/I变换的例子，并给出相应计算过程与仿真结果。要求不高的场合，运放可以 选择通用运算放大器 LM358，要求高的场合可以选高精度、低噪声的OPA228;电流输出能力不能满足要求时可以加三极管扩流，三极管的选用依电流决定， 小电流

2、可使用S8050,电流可以达到1.5A，大电流可使用 TIP41,电流可以达到 6A ;如果运放的驱动能力不够，不足以驱动三极管工作，那么 可以选用达林顿管来扩流，如TIP122 ,。输出电流可以达到 5A，但是基极驱动需要很小的电流。例一、如图：运放A的负反馈条件成立，故“虚短路”概 念成立。同相端电压：反相端电压：U=l RS虚短路：U . = U = V = I RSV= IRS可见负载电流I与V成正比，且与负载 RL无关。EWB仿真结果如图：负载电阻为567欧姆，在一定范围内变动时, 输出的电流保持12毫安不变。例二、例三（2）例二（1）10 V仿真结果如图：I10 mA1KQ缺点：负

3、载是悬空的。例二（2）如图：其实本电路就是一个反相比例放大器，我们关心的并不是放大倍数，而是由“虚断路”知道： 流过RS的电流等于流过 RL的电流，由“虚 短路”知道：运放A的反相输入端电压U _ = 0V ，V - 0 V所以电流IRS RS所以负载电流与负载 RL无关。例三（2）例三、所以电流I =上 -RS RS例三（1）如图：例二中电流的输出能力决定于运放， 一般的运放只能输出或吸入十几到几十毫安 的电流，如果不能满足电路要求，则需要加 三极管扩流。图中的电压反馈点仍然是电阻RS上的电压,而电流主要由三极管提供，因此输出电流能 力取决于三极管。例三（2）例三（2）4.56 V15V仿真

4、结果如图。电流较大时，采样电阻的阻值一般要取的比较 小，功率较大，一方面降低功率消耗，另一方 面也可以降低压降损失。例三（2）例三（2）I 456.0n> A特点：负载接电源。例三（2）例四、如图：A2为一个电压跟随器，作阻抗变换。A1为一个同相加法器。对于A1的同相端和反相端分别有:R2R1UVU 2R1 + R2 R1 + R2R3UU 1R3 十 R4I 二 U1 -u 2 及 u j RS例四（1）R1 R3 令KR2 R41KK整理得：V U 2 = U 11 +K 1 + K1 + KU 1 -U 2 V»亠R1 R3所以有：I，其中K与负载电阻无关。RSK

5、71;RSR2 R4如图:图四（2）R1R3 1R2 R45VI10 mA1 尺1K12特点：本电路中的负载为接地负载，该电路与外设“共地”时更为方便。例三（2）例五、如图：对上一个电路扩流，得到本电路。如图，仿真结果。特点：负载为接地负载。例五（2）例六、令则:例六（1）如图:R1 二 R2U RS =Uri =Ur2=VU RSVIRS RS注意：上面的计算是趋于理想化的，严格来讲，I El =(1 ：l) I BlIE2 =(1-2)IB2可以认为I E = 1 I B = I C这时才有 Urs 二 Ur1 =U R2 二 V所以在使用元件时，两个三极管要尽量选 择相同型号，同一批次的

6、，参数才会相近。5皈II 4.00C向A|789 Q特点：负载是接地负载。例六（2）例七、例七（1）U Z二 U RS所以IU RSU ZRSRS如图:从仿真结果中可以看出， 三极管的 基极电流还是不小的， 如果从集电 极取电流会有误差。例七（2）123 QII JR L J5 V例八、TL431如图:Vref IRSTL431 的 vref:2.5 V例八（1）R3300 Q :QIR1200 QBCW72aL431BCDtXE Jk N .>R21KQ例八（2）V： 11.5V75.+ pVW 有效 ffi）： 11.5 V V（>®: 1L5VI: 2.49 mAI（iW-O： 0 A 1（有效值）：2.49 mA I直疏）：2,49 mA 嶽率：50.0 kHzVi 2.49 V0 V買有效值）:2-49V 咒直蹄）;2,49 V 1:2,49 mA0 A1（有效值）:2片g mA if盲流）:2.49 mA 频率；由于EWB中没有TL431元件，所以本电路用MULTISIM 10 仿真，结果如图。例九、UU模电书上的一个例子:O _UR3R4VR1 R4+1R1 R4由U . = U _且设R1R3