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微电流-电压转换电路介绍

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微电流-电压转换电路介绍

电路的功能

这是一种以硅光二极管 SPD 为代表的前置放大器，可用作微电流传感器的放

大。用接点式继电器进行量程切换，可覆盖 1NS~10UA 的范围。继电器的另一

接点用来改变输入偏流 IS 引起的失调，根据对应量程切换偏置电阻。响应频率

随反馈电阻 R1~R4 而变，输入为直流电流。

电路工作原理

电流-电压转换电路的基本工作原理是反相放大器输入端的电流流过反馈电阻，

因此，OP 放大器 A1 的输出电压为 E0=-IIN.RF，所以，一旦确定输入电流的范

围和转换成的电压，就可以确定反馈电阻，为了把 10UA 电流转换成-1V 电压，

R1 应为 100K（R1=1/10*1000000）=100），电流为 10NA，则必须为 100M 的

电阻，因为稳定性好的高阻值电阻价格昂贵，所以在反馈环路中加了一个由

R11 和 R12 构成的 1/10 分压器，把电压放大 10 倍，这样 R1=10M 与 RF=100M

等效，不过漂移也被放大 10 倍，所以应采用低漂移的 OP 放大器。

分压电路的阻值只要比 R1 小得多，就不会产生误差。例如，分压电路的电

阻为 1K，两者之比为 1/100000，所以不会产生误差。

OP 放大器 A1 应尽量选用输入偏流小的产品，如用康价的 BI-FET 型，应注

意 FO 的温度特性。由偏流引起的偏压，同样也加在同相输入端，所以大部分

可以消除。10、100NA 档其 R 为高阻值，均用 10M，其可变电阻也都取 M，

如可调范围不够，可再串联微调电阻加以解决。如果不进行微调，在最小电流

档，可预先进行失调调节，消除因输入偏流产生的误差。

为了减少噪声影响，在满足频带要求前题下，用电容 C 与 R1~R4 并联，电

容 C 可根据 C=1/2πFO.R 公式算出其容量。

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实验：电压—频率转换电路

实验：电压—频率转换电路

1 实验：电压—频率转换电路

一、实验目的

研究集成运算放大器的非线性应用电路——电压频率转换电路，掌握其工作原理。

二、实验仪器

（1）双线示波器

(2) 数字万用表

(3) TES-1电子技术学习机

三、预习内容

（1）指出图18.1中电容C的充电和放电回路。

（2）定性分析用可调电压Ui改变uo频率的工作原理。

四、实验内容

实验电路如图18.1所示。该图实际上就是锯齿波发生电路，只不过这里是通过改变输入电压Ui的大小来改变波形频率而已。

按图18.1接线（使用元件时参看附录9中“元件库”的说明），用示波器监视uo波形。

按表18.1内容，测量电压—频率转换关系，可先用示波器测量周期，然后再换算成频率。

表18.1

Ui (V) 0 1 2 3 4 5

T(ms)

f (Hz)

五、总结要求

（1）分析图18.1电压—频率转换电路的原理。

（2）根据表18.1，做出频率—电压关系曲线。

图18.1 Ui

uO + - 

+

R4 10 k C 0.1F

+ - 

+

R3 10k R6 10k 1k

6V R5 10k

R2

2k R1 10 k

正负电压转换电路

正负电压转换电路

正负电压转换器

一、设计要求

1、 主要是把+5V电压 转换出一个-5V电压用

2、 采用 LM2576-ADJ 3A输出可调电源芯片制作，开关频率50KHZ

3、 该电路的典型应用是降压，采用斩波式降压，效率达到80%

4、 输入电压5V~40V,输出1.2V~37V

5、 用来代替DCDC模块和7805等

二、设计的可行性

3A正压转负压电路

输入电压4.5V~30V 输出-1.25~-25V 最大电流可接近3A，静态电流10mA~20mA

可以用于需要负电源的场合

成本较低 LM2576-ADJ为1.5元/片

三、实验电路及原理

1、C1用于提供LM2576一开始工作瞬间时的较大电流

2、*D1,*U1,*R1为过压保护电路，+5V~+12V转-5V~-12V时可以不接，当正负压差在36V以上时，关闭LM2576,保护电源IC,防止开关管被击穿

3、R3为上拉电阻，ON/OFF引脚输入低电平工作

4、D2,U2,R2为输入电压监控电路，当输入电压到达4.5V时，才使LM2576工作，若不加改部分电路，则一上电，LM2576的开关管就导通，电路中会有大电流，可能会损坏LM2576，R2可以根据输入电压大小调整一下

5、R4为电压调整电位器，选择2个电阻接上也可

6、D3为续流二极管，小于1A时用1N5819即可，1N5822为3A电流使用

7、D4为了保护C3上电时不输出反极性电压，所以D4用1N4007即可，为了保护后面电路不反向供电

8、L1选择工字型功率电感

四、元器件选择

LM2576-ADJ 3A输出可调电源芯片、电阻、电容、电感、带极性的电容、二极管、稳压二极管、发光二极管、三极管 五、存在的问题及体会

1、LM2575为最大电流1A的芯片，可以直接替换

2、LM2595,LM2596开关频率150KHZ，需要的电感能小一些，但开关损耗可能就大一些，引脚都一样

把0~10V转换成4~20MA的电压-电流转换电路

把0~10V转换成4~20MA的电压-电流转换电路

把 0~10V 转换成 4~20MA 的电压-电流转换电路

电路的功能

以电压形式长距离传输模拟信号时，信号源电阻或电缆的直流电阻会引起电

压衰减，信号接收端的输入电阻越低，电压衰减越大。为了提高传输精度，可

采用电流环路――一种恒定电流输出电路，把电压变成电流信号，再加以传输。

即使电缆的电阻为 100 欧，恒定电流电路也能有同样的电流输出，所以不会产

生误差。

电路工作原理

OP 放大器 A2 为恒流输出电路，电流敏感电阻 R11 产生的电压为

0.4~2.0V。A2 的输入包括两部分：0.4V 的置偏和输入信号，在无信号时，为

了使偏置为 0.4V，因 R3=10R4，所以 VR2 的输出端电压必须为-4V。

由于 A2 偏压是-0.4V，所以 A2 输入信号必须为 0~1.6V，两部分合起来相当

于-0.04V~2.0V。设计时为要加大敏感电压，使 OP 放大器 A1 成为衰减器，其

放大倍数为 0.16。

调整

输入电压等于 0V，调整 VR2，使电流敏感电阻 R11 上有 4MA 电流流过，于

是，OP 放大器 A1 可不设失调调节。输入 10V 电压，调节 VR1 使 A1 输出为-

0.16V，调节中包括了恒流输出电路的误差，应把其输出电流调到 20MA。

VR3 用来调节恒流特性，在负载上串联一个电流计，负载在 0 欧和 500 欧切

换，把电流变化调到最小。

元件的选择

OP 放大器无特殊要求，可用普通产品。4MA 的齐纳二极管、可变电阻 VR2

和电阻 R11 的误差对电路精度起决定作用，应选用绝对精度高的新产品，电阻

LPS-305MINI微电流精密稳压电源

LPS-305MINI微电流精密稳压电源

台湾茂迪MOTECH推出一款微电流精密稳压电源LPS-305mini

1、准确度高。采用数字按键，减少误差，稳定。普通的电源都是采用旋钮调节电压电流的大小，时间长了之后，由于磨损、振动等原因，误差会变大。

2、精确度高。数字保留小数点后三位。电压最小分辨率可精确到10mV、电流最小分辨率可精确到1mA。（LPS305MINI：电压、电流最小分辨率可精确到10mV、0.1mA）

3、1、准确度高。采用数字按键，减少误差，稳定。普通的电源都是采用旋钮调节电压电流的大小，时间长了之后，由于磨损、振动等原因，误差会变大。

4、2、精确度高。数字保留小数点后三位。电压最小分辨率可精确到10mV、电流最小分辨率可精确到1mA。（LPS305MINI：电压、电流最小分辨率可精确到10mV、0.1mA）

5、3、性能非常稳定、性价比高。

6、LPS305 LPS305mini技术参数

规格机型 LPS 305

最大输出功率 165WATTS

输出电压

输出电压 0 to +30V/0 to -30V 3.3V/5V 固定

解析度 10mV

最大输出电压 +32V/-32V

双组同步输出 0 to ±30V

双组同步偏差 ±20mV

输出电流

输出电流 0 to +2.5A/0 to -2.5A 3A

解析度 1mA

最大输出电流 +3A/-3A CL ~ 3.3A

双组同步输出 0 to ±2.5A

双组同步偏差 ±5mA

定电压源特性

电源效应 (AC ±10%变化) 1mV 5mV

负载效应( 0 ~ 100%变化) 2mV 10mV

连波杂讯有效值 1.5mVrms (2.5A负载下) 2mVrms

连波峰对峰值 10mVp-p (2.5A负载下) 20mVp-p

暫態響應 200μs Typical

温度系数 100 ppm/°C Typical