多通道的iv(电流电压)转换器的设计方法与心得

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1、多通道的多通道的 I/VI/V(电流(电流/ /电压)转换器的设计方法与心得电压)转换器的设计方法与心得大家搞技术的都会清楚下面的常用的信号转换电路。需要已经设计好的电路图和原理图源文件的请留下自己的邮箱!我会一一发送。常用的信号转换电路有采样/保持(S/H)电路、电压比较电路、V/f(电压/频率)转换器、f/V(频率/电压)转换器、V/I(电压/电流)转换器、I/V(电流/电压)转换器、A/D(模/数)转换器、D/A(数/模)转换器等。在自动化测控系统设计中,为了提高系统可靠性,加快研制周期,一般采用 DDZ-型和 DDZ-型电动组合单元(仪表),实现对非电量如温度、压力、流量、液位、位移等

2、信号的测量,以及各类电动执行器,变频调速器等的输出控制。DDZ-型仪表输出 010mA标准电流信号。DDZ-型仪表输出 420mA 标准电流信号。大部分微机控制系统外部输入的是模拟电压信号,输出的也是模拟电压信号,因此为了和型、型仪表的输入输出信号相匹配,需要用相应的转换电路实现电压与电流之间的转换。I/V(电流/电压)转换器进行电流、电压信号间的转换。例如,对电流进行数字测量时,首先需将电流转换成电压,然后再由数字电压表进行测量。在用光电池、光电阻作检测元件时,由于它们的输出电阻很高,因此可把他们看作电流源,通常情况下其电流的数值极小,所以是一种微电流的测量。随着激光、光纤技术在精密测量仪器

3、中的普及应用,微电流放大器越来越占有重要的位置。 主要是实现工业标准上的电压(05V、15V)到工业标准上的电流(010mA、420mA)的转换方法!(1 1)无源)无源 I/VI/V 变换变换无源 I/V 变换主要是利用无源器件电阻来实现,并加滤波和输出限幅等保护措施图中 R1 和 C 构成无源滤波电路,即 RC 低通滤波电路,起到滤波的作用;二极管一端加固定电压+5V,在另一端若有加至高于 5V 电压,在满足二极管一定特性的情况下,二极管将正向导通,所以在这里二极管起到了限幅的作用,输出电压 V=R2*I,即可使输入电流转换为电压形式输出。(2 2)有源)有源 I/VI/V 变换变换有源

4、I/V 变换主要是利用有源器件运算放大器、电阻组成,如图 2.2 所示。图中利用运算放大器进行对输入信号的放大。如图虚线的左端是将输入电流信号转变为电压信号,输入电流由于电容 C 的存在使 R1 两端产生一定的压降,然后由运算放大器实现电压放大,从而完成电流到电压的转换。比较无源 I/V 变换和有源 I/V 变换,有源 I/V 变换在实际应用中更为广泛,而且可调性强,便于电路的调试,所以设计中选用有源 I/V 变换完成电流电压转换010mA/05V 电流/电压变换电路(下图)420mA/05V 电流/电压变换电路(下图)电路的调试电路的调试根据各模块电路的原理介绍,在调试的过程中根据设计指标,

5、合理改变一定的参数,使输出输入按一定的规律变化。把总的电路按上述模块实现的功能电路分别进行安装和调试。通过对多路开关的切换,对电路进行一路一路调试。先将15V 电源接入,运放开始工作。05V/010mA 转换电路的调试 拨通第一路多路开关,如图所示转换电路。先进行运放电路的调零,将输入信号接地,调节滑动变阻器使得输出也为零。改变输入电压的值,观察输出电流随输入的变化而变化,说明电路可以正常工作。当输入电压 Vi=1V 时,输出电流为Io=2.89mA,这与输出电流的原理值 2mA 有较大的误差。由原理分析知道,输出电流的大小与反馈电阻 R4 和输入平衡电阻 R1 有关,由于输出电流比理论电流值

6、高,要使它减小,可以减小 R4 或者增大 R1 的值。改变反馈电阻,将它与一个 18K 的电阻并联,其替换电阻小于 10k,再次测量当输入为 1V 电压时,输出电流测得 2.65mA。虽然还存在着一定的误差,但明显有了很大的改观。由于输入与输出有一定的范围控制,在理论与实际相结合的情况下分析,反馈电阻不能太小,一旦过小,当输入为上限电压时,很难达到输出上限。最终测得输入电压和对应输出电流的数据如所示;05V/010mA 转换电路测量数据根据上表数据,作出此电压/电流转换电路的输入输出曲线图,如图所示:由曲线可以看到,当电压输入在 13V 时,输出电流与理论的误差最大。05V/010mA 转换电

7、路对应曲线拨通第二路多路开关,如图为实现 05V/010mA 的转换,先将 Ro=510 接入电路中,当输入为零电压时,用万用表测量输出电压的大小,发现输出为-14.79V,改变输入电压的值,输出恒为-14.79V 不变。再次检查该电路的器件安装,发现没有问题。测量用作同相求和运算电路的 OP-07 的各引脚电压,测得如下数据,见表所示: A1 引脚电压测量值Uo1=Up1(6 脚电压大约为 3 脚电压的两倍),这一点在允许误差的情况下基本满足要求。再测量用作电压跟随器的 OP-07 的各引脚电压,测得如下数据,见表所示:A2 引脚电压测量值原理上 Un2=Uo2(6 脚电压等于 2 脚电压)

8、,符合理论推导,计算 Ro 两端电压即为 Uo1-Up2=-13.34-(-14.79)=1.45V,由原理分析,知道 ,可是电路的输出始终不随输入的变化而变化,电路不可调。在确信两个 OP-07 都能正常工作的情况下,再次分析电路原理,发现没有问题。考虑到电路的先决条件,即要求四个电阻平衡,即 R1=R2=R3=R4,若四个电阻有误差很有可能引起电路的失调,使它不能完成预期的功能。将四个电阻一并换过,再次测量电路的输出电压,当输入为零时,输出也为零;当改变输入电压时,输出也随之改变,电路能正常工作。记录测量数据如表所示:05V/010mA 转换电路测量数据点击看原图根据上表数据,作出电压/电流转换电路输入输出对应曲线,如图 4.2 所示。由曲线图可以看出,输入电压和输出电流在规定范围内按线性变化,该转换电路具有很好的线性。05V/010mA 转换电路对应曲线 11 0

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