模拟电路课程设计报告设计课题：电流电压转换电路
题目
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
题目要求之一：要求将4mA~20mA的电流信号转换成为±10V的电压信号，可以在集成运放引入电压并联负反馈，从而达到电流-电压转换。
题目要求之二：要求用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的±12V直流电源。我们知道直流电源可由四部分构成，变压器，桥式整流电路，电容滤波电路及集成稳压电路构成。通过对各元器件参数的计算及电路的组合分析可初步定制出原理图。
方案一:
(一)：设计一个第一级增益为1的差动输入电路，第二级增益为2.5的电路。
其原理图为：
（二）桥式整流电容滤波集成稳压块正负直流电源电路设计（±12V）。
根据其设计流程图：
我们分别设计出其四个部分的电路图，再经过组合得到其总原理图为：
方案一总结：优点：精确，操作方便。缺点：一些2K 电位器不易买到但可以用5K 代替。 方案二:（一）其原理图为：
R1
10k¦¸
R210k¦¸
R3
500¦¸
U1A
RC4558Y
3
2
4
8
1
U2B
RC4558P
5
6
4
8
7
R4
10k¦¸20
R59.1k¦¸
R7
2k¦¸Key=A
50%R810k¦¸
R922k¦¸
R10
10k¦
¸R11
10k¦¸Key=A
50%
6R123.9k¦¸0
0R13
680¦¸
8
R14
5k¦¸Key=A
50%10
12
131
14
XSC1
I1
12mA
43
11
7
（二）直流源设计同方案一
方案二总结：优点：电路虽较简单，缺点：器材不容易买到，像运放OP4558,温度补偿
性二极管，很容易操作。
通过对2个方案的比较分析，我们选出了最优的方案——方案一。
4~20 mA 电流提供部分也有两种方案： 方案一：电压源串联一电阻: 电路如图
V2
12 V
1
R1
1.25k¦¸
2
优点：可提供一定电流，缺点：误差很大，不能直观读出电流值。
方案二：用VCCS受控源提供电流：
电路如图：
R3
1k¦¸
Key=A
优点：可通过调节电位器得到较大范围电流，并直观读出。误差很小。缺点;接线方面不太稳定。
综合参考：选方案二产生电流源电路
三、单元电路设计与参数计算
（一）第一级电流的计算；
由于设计要求是要把4mA~20mA的电流转换成电压，所以要提供电流源。可以用制作的直流源与一电位器串联，通过调节电位器从而达到所需的电流。
I=U/R,当I=4mA时，R=U/I=12V/4mA=3000Ω;当I=20mA时，R=12V/20mA=600Ω. 所以只要调节电位器的阻值在600Ω~3000Ω之间就可以达到电流4mA~20mA。
选择电位器R7为10K的电位器，R1=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.
(二)第二级的计算：
因为第一级电压变化范围为-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-12mA×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，使 A2输出为0。A2运放采用反相加法器，增益为2.5倍。取R3=10K,R4=10K,R6=25K(可以用100K的电位器进行调节，所以选择100K的电位器) 反相加法器引入电压为6V，可以用一电位器与12V的电源串联分压，从而达到所需的6V. R5=R6//R3//R4=10KΩ
（二）桥式整流电容滤波集成稳压块正负直流电源电路设计（±12V）。
直流源四个组成部分分析：
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u2应大于24V，由现有的器材可选变压后副边电压u2为15V的变压器。
2、整流电路。
其电路图如下：
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。
3、滤波电路。
其电路图如下：
滤波电容容量较大，一般采用电解电容器。
电容滤波电路利用电容的充放电作用，使输出电压趋于平滑。
滤波电路输出电压波形如下：
