电压电流转换电路
运放电压电流转换电路
运放电压电流转换电路 LELE was finally revised on the morning of December 16, 2020运放电压电流转换电路1、 0－5V/0－10mA的V/I变换电路图1是由运放和阻容等元件组成的V/I变换电路，能将0—5V的直流电压信号线性地转换成0－10mA的电流信号，A1是比较器．A3是电压跟随器，构成负反馈回路，输入电压Vi与反馈电压Vf比较，在比较器A1的输出端得到输出电压VL，V1控制运放A1的输出电压V2，从而改变晶体管T1的输出电流IL而输出电流IL又影响反馈电压Vf，达到跟踪输入电压Vi的目的。
输出电流IL的大小可通过下式计算：IL＝Vf/(Rw+R7)，由于负反馈的作用使Vi=Vf，因此IL＝Vi/(Rw+R7)，当Rw+R7取值为500Ω时,可实现0－5V/0－10mA的V/I转换，如果所选用器件的性能参数比较稳定，运故A1、A2的放大倍数较大，那么这种电路的转换精度，一般能够达到较高的要求。
2、 0－10V/0－10mA的V/I变换电路图2中Vf是输出电流IL流过电阻Rf产生的反馈电压，即V1与V2两点之间的电压差，此信号经电阻R3、R4加到运放A1的两个输入端Vp与Vn，反馈电压Vf=V1－V2，对于运放A1，有VN＝Vp；Vp＝V1/(R2+R3)×R2，VN＝V2＋(Vi-V2)×R4/(R1+R4)，所以V1/(R2+R3)×R2＝V2＋(Vi-V2)×R4/(R1+R4)，依据Vf＝V1-V2及上式可推导出：若式中R1＝R2＝100kΩ，R1＝R4=20kΩ，则有：Vf×R1＝Vi×R4，得出：Vf＝R4/R1×Vi＝1/5Vi，如果忽略流过反馈回路R3、R4的电流，则有：IL＝Vf/Rf＝Vi/5Rf，由此可以看出．当运放的开环增益足够大时，输出电流IL与输入电压Vi满足线性关系，而且关系式中只与反馈电阻Rf的阻值有关．显然，当Rf＝200Ω时，此电路能实现0－10v/0－10mA的V/I变换。
电流电压转换电路原理
电流电压转换电路原理
电流电压转换电路是一种用于将电流转换成电压信号或将电压转换成电流信号的电路。
它利用电阻和运算放大器来实现电流和电压之间的转换。
电流到电压的转换电路通常使用电阻。
当电流通过一个电阻时，根据欧姆定律，将会产生一个与电流成正比的电压。
因此，通过选择适当的电阻值，可以将电流转换成相应的电压信号。
电压到电流的转换电路则需要使用运算放大器。
运算放大器是一种具有高增益的电路元件，它可以放大输入信号，并根据输入信号的差异来控制输出电流。
通过将需要转换的电压输入到运算放大器的输入端，然后将输出端连接到负载电阻上，就可以将电压转换成相应的电流信号。
在实际应用中，电流电压转换电路常用于测量和控制系统中。
例如，当我们需要测量电流时，可以将待测电流通过电阻转换成电压信号，然后再使用电压测量仪器进行测量。
另外，它还可以应用于传感器的信号转换、电源控制和模拟信号处理等场景中。
总的来说，电流电压转换电路是一种常用的电路设计，它通过电阻和运算放大器实现电流和电压之间的转换。
它在各种电子设备和系统中都有广泛的应用。
电压转电流电路
电压转电流电路
上图中Vin 为电压输入端，节点 b 为电流输出端，RL是模拟负载。
推导过程：
根据“虚断”的概念
由下一条反馈支路得到Vb = 2 * V3 - Vin ①
由上一条反馈支路得到Va = 2 * V2
根据“虚短”可知V2 = V3，所以Va = 2 * V3 ②
列 b 点的节点电流方程：IL = Vb / RL = [Va - Vb] / R10 + [V3-Vb] / R8 将①、②代入，得到：IL = Vin / R10 + (Vin - V3) / R8
因为R8 >> R10，忽略后项，得到负载电流：IL = Vin / R10
可以看出负载电流是与负载大小无关的表达式
如将标准的0-10V 电压信号转换为0-20mA 的标准信号，只须令R10 = 500Ω。
同理，如转换0-5V 的电压信号，令R10 = 250Ω。
带载能力：
带载能力取决于Q2允许承受的电流和VCC 的供电能力，以典型的工业标准信号0-10V 到0-20mA 的转换为例，Q2 至少要能承受20mA 电流（一般的三极管都能满足），VCC 电压最小18V。
实际应用中可将反馈电阻R8 换成了运放电压跟随器，反正LM258 是双运放，另一路空着也是空着，不用白不用。
【精品】电流电压转换电路
【精品】电流电压转换电路电流电压转换电路是用来实现电流和电压的转化的一种电路。
它可以利用电电感、电容、变压器、放大器或整流装置等元件实现电流和电压之间的高低转换。
电流电压转换电路在日常生活中极其常见，从电源变压器、充电器等小型电源装置到超级电容器都需要它。
其原理可以总结如下：电流电压转换电路利用了本征电感和本征电容来实现电流和电压之间的高低转换。
本征电感是一种线性电感，其中磁体的匝数与允许的瞬流之间存在一定的相关性，当一段电流流经电感，其允许的瞬流会经过一定的时间产生一个潜在的电势差，即电压。
因此，通过控制本征电感的匝数来控制电流与电压的转换比例。
本征电容既可以实现电流电压的转换，又可以实现电压电流的转换。
本征电容是一种静态元件，当电容内存在分布电荷时，则内存在一个潜在的电势差，从而将电压转换为电流。
反之，当电容内存在电流时，由于电容内部分布电荷，当电流稳定后电容内存在相同的电势差，从而实现电流电压的转换。
以上是基于本征元件实现电压和电流转换的原理，其实现还可以采用变压器来完成。
变压器是一个典型的变换电路，它通过变换主线圈的感应磁场来实现电流的转换，当输入的电流磁场强度变小时，变压器就会实现电流降压，而当输入电流磁场强度变大时，变压器就会实现电流升压。
但变压器本身也存在一些缺点，例如，效率低下、重量大、使用寿命短这些问题，所以使用变压器需要考虑这些因素。
此外，整流装置和放大器也是实现电流电压转换的重要元件。
整流装置可以将交流电转换为直流电，放大器可以实现信号的增大，从而转换电流、电压的大小。
但这两种方法的缺点也很明显：整流装置将交流电转换为直流电后，会损耗一定的能量；放大器本身可能会产生错误以及歪斜，影响信号正确性和完整性。
电压电流转换电路
电压电流转换电路电压/电流转换即V/I转换，是将输入的电压信号转换成满足一定关系的电流信号，转换后的电流相当一个输出可调的恒流源，其输出电流应能够保持稳定而不会随负载的变化而变化。
V/I转换原理如图。
由图可见，电路中的主要元件为一运算放大器LM324和三极管BG9013及其他辅助元件构成，V0为偏置电压，Vin为输入电压即待转换电压，R 为负载电阻。
其中运算放大器起比较器作用，将正相端电压输入信号与反相端电压V-进行比较，经运算放大器放大后再经三极管放大，BG9013的射级电流Ie作用在电位器Rw上，由运放性质可知：V-= Ie•Rw= (1+ k)Ib•Rw (k为BG9013的放大倍数) 流经负荷R 的电流Io即BG9013的集电极电流等于k•Ib。
令R1=R2，则有V0+Vm= V+= V-= (1+k)Ib•Rw= (1+1/k)Io•Rw，其中k》1，所以Io≈ (Vo+Vin)/Rw。
由上述分析可见，输出电流Io的大小在偏置电压和反馈电阻Rw为定值时，与输入电压Vin成正比，而与负载电阻R 的大小无关，说明了电路良好的恒流性能。
改变V0的大小，可在Vin=0时改变Io 的输出。
在V0一定时改变Rw的大小，可以改变Vin与Io的比例关系。
由Io≈(V0+Vi)/Rw 关系式也可以看出，当确定了Vin 和Io之间的比例关系后，即可方便地确定偏置电压V0和反馈电阻Rw。
例如将0～5V 电压转换成0～5mA的电流信号，可令V0=0，Rw=1kΩ，其中Vo=0相当于将其直接接地。
若将0～5V电压信号转换成1～5mA电流信号，则可确定V0=1.25V，Rw=1.25kΩ。
同样若将4～20mA 电流信号转换成1～5mA电流信号，只需先将4～20mA转换成电压即可按上述关系确定V0和Rw的参数大小，其他转换可依次类推。
为了使输入输出获得良好的线性对应关系，要特别注意元器件的选择，如输入电阻R1、R2及反馈电阻Rw，要选用低温漂的精密电阻或精密电位器，元件要经过精确测量后再焊接，并经过仔细调试以获得最佳的性能。
电流电压转换电路的介绍
电流电压转换电路的介绍电流和电压是电路中最基本的两个物理量，它们之间可以互相转换。
在电路设计和实际应用中，需要对电流和电压进行转换以满足不同的要求。
本文将介绍一些常见的电流电压转换电路。
一、电压转电流电路电压转电流电路是指将电压信号转换成电流信号的电路。
常见的电压转电流电路有电压随机器、电阻性电压降模块等。
1、电压随机器电压随机器是将输入电压与随机振荡器相乘后输出电流信号的电路。
随机振荡器可以产生一系列的随机电流信号，将这些信号与输入电压相乘，输出的电流信号与输入电压成正比。
2、电阻性电压降模块电阻性电压降模块是利用电阻的欧姆定律，将输入电压分压到一定的值后产生输出电流信号。
该电路常用于光电传感器、压力传感器等传感器输出电压信号时，将其转换为电流信号以便于电路采集。
二、电流转电压电路电流转电压电路是指将电流信号转换成电压信号的电路。
常见的电流转电压电路有电流随机器、电阻性电压降模块等。
1、电流随机器电流随机器是将输入电流与随机振荡器相乘后输出电压信号的电路。
随机振荡器可以产生一系列的随机电压信号，将这些信号与输入电流相乘，输出的电压信号与输入电流成正比。
2、电阻性电流降模块电阻性电流降模块是利用电阻的欧姆定律，将输入电流经过一定的电阻降压后产生输出电压信号。
该电路常用于电流互感器、磁通传感器等传感器输出电流信号时，将其转换为电压信号以便于电路采集。
三、电流电压转换器电流电压转换器是一种通用的电路，既可以实现电压转电流，也可以实现电流转电压。
该电路主要由运放、电阻和电容等组成。
它的输入阻抗高，输出阻抗低，可以实现提高信号电平、阻抗转换和带宽匹配等功能。
常见的电流电压转换器有四端运放、电桥传感器等。
1、四端运放四端运放是一种高稳定性的放大器，它通常由四个输入端（红点）、两个电源端（黑点）、一个输出端（出处）组成。
输入端和输出端之间包含一个反馈环路，使其具有高增益。
该电路可以实现电流和电压之间的转换，并可以通过调节电容和电阻等参数来优化电路性能。
几种常见的电压电流转换电路
由运放组成的V-I、I-V转换电路1、0－5V/0－10mA的V/I变换电路图1是由运放和阻容等元件组成的V/I变换电路，能将0—5V的直流电压信号线性地转换成0－10mA的电流信号，A1是比较器，A3是电压跟随器，构成负反馈回路，输入电压Vi与反馈电压Vf比较，在比较器A1的输出端得到输出电压V1，V1控制运放A2的输出电压V2，从而改变晶体管T1的输出电流IL而输出电流IL又影响反馈电压Vf，达到跟踪输入电压Vi的目的。
输出电流IL的大小可通过下式计算：IL＝Vf/(Rw+R7)，由于负反馈的作用使Vi=Vf，因此IL＝Vi/(Rw+R7)，当Rw+R7取值为500Ω时，可实现0－5V/0－10mA 的V/I转换，如果所选用器件的性能参数比较稳定，故运放A1、A2的放大倍数较大，那么这种电路的转换精度，一般能够达到较高的要求。
2、0－10V/0－10mA的V/I变换电路图2中Vf是输出电流IL流过电阻Rf产生的反馈电压，即V1与V2两点之间的电压差，此信号经电阻R3、R4加到运放A1的两个输入端Vp与Vn，反馈电压Vf=V1－V2，对于运放A1，有VN＝Vp；Vp＝V1/(R2+R3)×R2，VN＝V2＋(Vi-V2)×R4/(R1+R4)，所以V1/(R2+R3)×R2＝V2＋(Vi-V2)×R4/(R1+R4)，依据Vf＝V1-V2及上式可推导出：若式中R1＝R2＝100kΩ，R1＝R4=20kΩ，则有：Vf×R1＝Vi×R4，得出：Vf＝R4/R1×Vi＝1/5Vi，如果忽略流过反馈回路R3、R4的电流，则有：IL＝Vf/Rf＝Vi/5Rf，由此可以看出．当运放的开环增益足够大时，输出电流IL与输入电压Vi满足线性关系，而且关系式中只与反馈电阻Rf的阻值有关．显然，当Rf＝200Ω时，此电路能实现0－10v/0－10mA的V/I变换。
电压电流转换电路
电压电流转换电路1. 简介电压与电流是电路中最基本的物理量。
在不同的应用场景中，有时需要将电压转换为电流或将电流转换为电压。
这就需要使用电压电流转换电路。
电压电流转换电路是一种能够实现电压和电流之间相互转换的电路。
它通常由几个主要组成部分组成，包括信号源、传感器、放大器和负载。
本文将会介绍电压电流转换电路的原理、常见的应用场景以及一些设计注意事项。
2. 原理电压和电流之间的转换可以通过使用不同类型的电路来实现。
下面是几种常见的电压电流转换电路原理。
2.1 电压到电流的转换2.1.1 电阻电流转换器电阻电流转换器是一种简单而常见的电压到电流转换电路。
它通过将电阻连接到电路中，将电压转换为电流。
根据欧姆定律，电流可以通过电压和电阻之间的关系进行计算。
2.1.2 电压-电流转换放大器电压-电流转换放大器是一种更高级的电压到电流转换电路。
它使用放大器将输入电压放大并转换为输出电流。
这种电路通常需要使用外部电源来提供操作电压。
2.2 电流到电压的转换2.2.1 电流-电压转换放大器电流-电压转换放大器是一种常见的电流到电压转换电路。
它使用放大器将输入电流放大并转换为输出电压。
这种电路通常需要使用外部电源来提供操作电压。
2.2.2 集成电流到电压转换器集成电流到电压转换器是一种功能强大的电流到电压转换电路。
它可以将输入电流转换为相应的输出电压。
这种电路通常由多个晶体管、电阻和电容器组成。
3. 应用场景电压电流转换电路在各种电子设备和系统中都有广泛的应用。
下面是一些常见的应用场景：3.1 电压传感器电压传感器常用于测量电路中的电压变化。
通过使用电压电流转换电路，可以将电压信号转换为相应的电流信号，以便进行测量和控制。
3.2 电流源电流源可以通过电压电流转换电路生成稳定的电流信号。
这在一些特殊应用中非常有用，例如测试电子元件的性能或进行电路仿真。
3.3 电流检测电流检测是一种常见的应用场景，特别是在电力系统中。
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模拟电路课程设计报告设计课题：电流电压转换电路专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计时间：电流电压转换电路一、设计任务与要求①将4mA～20mA的电流信号转换成±10V的电压信号，以便送入计算机进行处理。
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。
②用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。
二、方案设计与论证在工业控制中各类传感器常输出标准电流信号4~20mA为此，常要先将其转换成+10v 或—10v的电压信号，以便送给各类设备进行处理。
这里转换电路以4mA为满量程的0%对应-10V，12mA为50%对应0V，20mA为100%对应+10V。
方案一、。
方案二方案二所示的是由单个运放构成的电流/电压转换电路。
由于运放本身的输入偏置电流不为零，因此会产生转换误差。
三、单元电路设计与参数计算1、桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V ）。
其流程图为：直流电源电路图如下：电源变压器 整流电路 滤波电路 稳压电路原理分析：(1)电源变压器。
其电路图如下：由于要产生±12V的电压，所以在选择变压器时变压后副边电压应大于24V,由现有的器材可选变压后副边电压为30V的变压器。
(2)整流电路。
其电路图如下：①原理分析：桥式整流电路巧妙地利用了二极管的单向导电性，将四个二极管分为两组，根据变压器副边电压的极性分别导通，将变压器副边电压的正极性端与负载电阻的上端相连，负极性端与负载电阻的下端相连，使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。
整流输出电压的平均值（即负载电阻上的直流电压VL）VL定义为整流输出电压vL 在一个周期内的平均值，即设变压器副边线圈的输出电压为，整流二极管是理想的。
则根据桥式整流电路的工作波形，在vi 的正半周，vL = v2 ，且vL的重复周期为p ，所以上式也可用其它方法得到，如用傅里叶级数对图XX_01中vL的波形进行分解后可得式中恒定分量即为负载电压vL的平均值，因此有②整流元件参数：在选择整流二极管时，主要考虑两个参数，即最大整流电流和反向击穿电压。
在桥式整流电路中，二极管D1、D3和D2、D4是两两轮流导通的，所以流经每个二极管的平均电流为在选择整流管时应保证其最大整流电流IF > ID 。
二极管在截止时管子两端承受的最大反向电压可以从桥式整流电路的工作原理中得出。
在v2正半周时，D1、D3导通，D2、D4截止。
此时D2、D4所承受的最大反向电压均为v2的最大值，即同理，在v2的负半周，D1、D3也承受到同样大小的反向电压。
所以，在选择整流管时应取其反向击穿电压VBR > VRM 。
(3)滤波电路。
其电路图如下：电容滤波电路简单，负载直流电压VL较高，纹波也较小，它的缺点是输出特性较差，故适用于负载电压较高，负载变动不大的场合。
所以在选择电容时其耐压值应大于1.4V2，电容越大越好，其级别应在千uF以上。
(4)稳压电路。
⑴启动电路⑵基准电压电路⑶取样比较放大电路和调整电路⑷保护电路对于本实验的稳压电路，主要使用了集成块：78系列。
目前，电子设备中常使用输出电压固定的集成稳压器。
由于它只有输入、输出和公共引出端，故称之为三端式稳压器。
这类集成稳压器的外形图如图1所示。
78××系列输出为正电压，输出电流可达1A，如78L××系列和78M××系列的输出电流分别为0.1A和0.5A。
它们的输出电压分别为5V、6V、9V、12V、15V、18V和24V等7档。
和78××系列对应的有79××系列，它输出为负电压，如79M12表示输出电压为–12V和输出电流为0.5A。
图1由于本实验要产生±12V的恒流源，所以在选择集成块时选7812和7912。
2.电流电压转换电路图中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500Ω，可由二只1KΩ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10V。
A1设计增益为1，对应输出电压为-2V~-10V。
故要求电阻R 2,R 3,R 4和R 5+R W 阻值相等。
这里选R 2=R 3=R 4=10K Ω；选R 5=9.1KΩ，R W1=2K Ω。
R w1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A 2级增益为20V/8V=2.5倍，又输入电流为12mA 时，A 1输出电压为-12mA×0.5mA=-6V.此时要求A 2输出为0V 。
故在A 2反相输入端加入一个+6V 的直流电压，使 A 2输出为0。
A 2运放采用反相加法器，增益为2.5倍。
取R 6=R 7=10KΩ，R 9=22KΩ，R W2=5KΩ，R 8=R 6//R 7//R 9=4KΩ，取标称值R 8=3.9KΩ。
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6~8V 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1~2mA 左右。
这里I RW3=6.2V/2K=3.1mA 。
则有 （12V-VZ ）/R 10=I Z +I RW3故Ω=+-=+-=K I I V V R RW Z Z 71.01.352.61212310取标称值R 10=750Ω.式中12V 为电路工作电压。
R W2用于设置改变增益或变换的斜率(4mA 为-10V ，20mA 为+10)，通过调整R W2使变换电路输出满足设计要求。
四、总原理图及元器件清单1．总原理图2．元件清单五、安装与调试1.安装按照原理图将元器件焊在电路板上，焊接时应注意是否虚焊。
2.调试步骤：静态调试：1.用万用表测试电路板，看看是否有虚焊。
2.用万用表测试直流电源的副边电压，整流电压，滤波电压，稳压块的输入电压，稳压块的输出电压。
3.测试电路的静态工作点即：UA741的静态工作点。
当测试没有问题时才能进行动态调试。
动态调试：1.按原理图所示接好电路。
2.在底座上插入UA741 ，且接通电源进行测试。
3.调节对应变位器是结果尽可能接近要求值。
4.拟定10个测试点，取点应均匀，作出电流电压变换特性曲线六、性能测试与分析（1）当i=4mA时4mA为满量程的0％对应－10V调节3个变位器使其值接近标准（2）12mA为50％对应0V调节对应变位器到标准值。
（3）20mA为100％对应＋10V。
调节对应变阻器到标准值。
(二)、桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源用万用表的交流档50V量程测变压器原边、副边电压，再换直流25V电压档测量滤波电容输出电压，及稳压管输出电压可得以下数据：变压器原边电压：27V变压器副边电压：+13.5V和—13.5V滤波电容输出电压：+17.5V和—17.5V7812输出电压：+13V7912输出电压：—12V误差计算：变压器原边电压：∆u=(30−27)/30=10%变压器副边电压：∆u=(15−13.5)/15=10%滤波电容输出电压：∆u=(18−17.5)/18=2.8%LM7812输出电压：∆u=(13−12)/12=8.3%LM7912输出电压：∆u=(12−12)/12=0（三）误差分析1.正负电源不对称。
2.电阻实际值与标注值不符。
3.运算放大器不是理想运放。
4.交流电压源不稳定。
5. 数字毫伏表的灵敏度不够导致误差。
七、结论与心得经过几个星期的努力，终于完成了电流电压转换电路及桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源的制作。
首先它让我们懂得了团体合作的重要性。
在做我们给定的课题过程中，我们分工合作，网上找资料，再整理资料，共同讨论方案的可行性和不足的地方，再对它进行改进，在这过程中我们体会到在学习或在工作中合作是很重要的。
其次，它让我们对书本知识有进一步的理解。
平时在学习课本上的知识时，觉得难以理解，对元件的认识也很浅。
但经过这次的课程设计制作，我们自己去市场上购买自己需要的元件，增加了我们对元件的了解。
再来，焊接直流电压源，看到很多同学焊接了两次，让我明白要想一次成功，必须掌握个个器件的作用，分清各个器件的管脚分部，经过几次布局，再加上认真确认管脚使我一次焊接成功。
但避免不了的存在一定误差。
最后，电流电压转换电路的实现，焊接很顺利，就是调试时有一定难度，因为有三个变位器而且调试任何一个都会影响输出结果，还有实验室一般具备现成的电压源，没有现成的电流源，经过向同学请教一番，电流电压转换电路顺利实现。
八、参考文献1、《电工电子实践指导》（第二版），王港元主编，江西科学技术出版社（2005）2、《电子线路设计、实验、测试》（第二版），谢自美主编，华中理工大学出版社（2000）3、《电子技术课程设计指导》，彭介华主编，高等教育出版社（2000）4、《555集成电路实用大全》，郝鸿安等主编，上海科学普及出版社5、《电子技术基础实验研究与设计》，陈兆仁主编，电子工业出版社（2000）6、《毕满清主编，电子技术实验与课程设计》，机械工业出版社。
7、《用万用表检测电子元器件》，杜龙林编，辽宁科学技术出版社（2001）8、《新型集成电路的应用》，梁宗善，华中理工大学出版社（2001）9、《新颖实用电子设计与制作》，杨振江等编，西安电子科大出版社（2000）。
物理与电子信息学院模拟电路课程设计成绩评定表专业：班级：学号：姓名：2011年1月15日。