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楼主：4-20毫安电流转1-5V电压转换电路
贴子发表于：2008/8/14 21:35:04
最简单的4－20mA输入/5V输出的I/V转换电路
在与电流输出的传感器接口的时候，为了把传感器(变送器)输出的1-10mA或者4-20mA电流信号转换成为电压信号，往往都会在后级电路的最前端配置一个I/V转换电路，图1就是这种电路最简单的应用示意图。
仅仅使用一只I/V转换取样电阻，就可以把输入电流转换成为信号电压，其取样电阻可以按照Vin／I=R求出，Vin是单片机需要的满度A／D信号电压，I是输入的最大信号电流。 这种电路虽然简单，但是却不实用，首先，其实际意义是零点信号的时候，会有一个零点电流流过取样电阻，如果按照4~20mA输入电流转换到最大5V电压来分析，零点的时候恰好就是1V，这个1V在单片机资源足够的时候，可以由单片机软件去减掉它。可是这样一来。其有用电压就会剩下5-1=4V而不是5V了。由于单片机的A／D最大输入电压就是单片机的供电电压，这个电压通常就是5V，因此，处理这种简单的输入转换电路时比较麻烦。为了达到A／D转换的位数，就会导致芯片成本增加。
LM324组成的4－20mA输入/5V输出的I/V转换电路
解决上面问题的简单方法是在单片机输入之前配置一个由运算放大器组成的缓冲处理电路，见图2。
增加这级运算放大器可以起到对零点的处理会变得更加方便，无需耗用单片机的内部资源，尤其单片机是采用A／D接口来接受这种零点信号不为零电压的输入时，可以保证A/D转换位数的资源能够全部应用于有用信号上。 以4～20mA 例，图B中的RA0是电流取样电阻，其值的大小主要受传感变送器供电电压的制约，当前级采用24V供电时，RA0经常会使用500Ω的阻值，对应20mA 的时候，转换电压为10V，如果仅仅需要最大转换电压为5V，可以取RA0=250Ω，这时候，传感变送器的供电只要12V就够用了。因为即使传送距离达到1000米，RA0最多也就几百Ω而已。
精心整理
4-20mA电流信号转成0-5V或0-10V电压信号
1、电流信号转成电压信号，或电压信号转成电流信号，实质就是信号传输中的阻抗变换问题；
2、信号传输阻抗匹配，就是满足信号源输出最大信号能量的条件；
3、信号传输阻抗匹配，就是信号传输能流最大、衰减最小、畅通无阻、失真变形最小；
4、电流信号转成电压信号，就是低阻抗传输转换为高阻抗传输；
5、这种阻抗变换，一定要通过阻抗变换设备、阻抗变换电路来实现；
6、常用阻抗变换的设备有阻抗变换变压器，例如音响系统的输入输出变压器；
7、常用阻抗变换电路，如射极输出电路，在模拟电子电路中经常用作输出级、输入级、中间转换级等；
8、超高频闭路电视系统，信号分流用的三通、四通分配器，就是信号匹配阻抗转换器，通过它实现闭路电视系统的阻抗匹配，否则信号将受阻传不出去，或信号失真变形；
9、4-20mA电流信号转成0-5V或0-10V电压信号，用什么样的阻抗变换电路、设备，关键看信号的性质，是高频还是低频，是交流还是直流；
10、这种在电流信号回路中串入电阻的方法，是错误的，不可取的，是不懂信号传输匹配意义的做法；
并电阻没问题的,我们经常这样转化,加250欧姆电阻转换成1-5V,加500欧姆电阻转换成2-10V,至于0-1V,0-2V这两个范围几乎不用,完全能够达到控制要求
简单化:4-20MA的信号输出并联一个315欧姆的电阻，就可以转换为1.3-6.3伏的电压信号.再串联两只二极管(降压1.3),就可以转换为0-5伏的电压信号.
推荐4个实用的4-20mA输入/0-5V输出的I／V转换电路
一、最简单的4～20mA输入/1～5V输出的I／V转换电路应用示意图
二、廉价运放LM324搭的廉价的4～20mA输入/0～5V输出的I／V转换电路
三、推荐采用运放OP07搭的4～20mA输入/0～5V输出的I／V转换电路
四、推荐采用精密的4～20mA输入/0～5V输出的I／V转换专用集成电路
电流转电压原理
电流转电压原理，也称为电流-电压转换，是指将电流信号转换为电压信号的过程。在电路中，电流和电压是常见的信号传输方式。然而，有时候我们需要将电流信号转换为电压信号，以便更好地测量、分析和处理电流的变化情况。
常见的电流-电压转换方法包括使用电阻、电感和电容等元件。下面将分别介绍它们的原理和应用。
1. 电阻转换：电阻是一种被动元件，其特性为电阻值固定，当通过电阻的电流变化时，根据欧姆定律，电压也会相应改变。因此，我们可以利用电阻将电流转换为电压。常见的应用是使用电流表（或称为安培表）与电阻串联，通过测量两端的电压来得到电流的数值。
2. 电感转换：电感是一种具有自感性的元件，当通过电感的电流变化时，其自感作用会引起电压的变化。因此，我们可以利用电感将电流转换为电压。常见的应用是在交流电路中使用变压器，通过变压器的感抗特性来实现电流-电压的转换。
3. 电容转换：电容是一种具有电容性的元件，当电容器两极线路上的电流变化时，电容器的电压也会相应变化。因此，我们可以利用电容将电流转换为电压。常见的应用是使用电容与电阻串联，通过测量电容充放电的电压变化来得到电流的数值。
总之，电流转电压原理是通过适当选用电路元件，将电流信号转换为电压信号的过程。不同的转换方法适用于不同的应用场景，选择合适的转换方法有助于更准确地测量和处理电流的变化。
tia电流转电压
TIA（Transimpedance Amplifier）是一种将电流转换为电压的放大器。在很多应用中，我们需要将电流信号转换为电压信号以便进行后续处理或测量。TIA是一种常用的电路设计，它具有高增益、低噪声和宽带宽的特点。
TIA电流转电压的原理是基于欧姆定律和反馈理论。根据欧姆定律，电流通过一个电阻产生一个电压。因此，如果我们将一个电阻连接到电流信号上，电流通过电阻时会产生一个与电流成正比的电压。而反馈理论则通过将这个电压反馈到电流输入端，使得输入电流保持稳定，从而实现电流转电压的功能。
TIA的基本电路结构包括一个输入电阻、一个反馈电阻和一个放大器。输入电阻用于接收输入的电流信号，反馈电阻用于将电流转换为电压信号，而放大器则用于放大电压信号的幅度。在TIA中，选择合适的输入电阻和反馈电阻值可以使得电流转换为电压时具有较高的灵敏度和准确性。
TIA的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：首先，输入电流信号通过输入电阻流入TIA电路。接下来，输入电阻将电流转换为与之成正比的电压。然后，这个电压信号通过反馈电阻回馈到输入端，使得输入电流保持稳定。最后，放大器将电压信号放大，并输出一个与输入电流成正比的电压信号。
TIA的应用范围非常广泛。在光通信领域，TIA常用于接收光电二极管产生的微弱光电流信号，并将其转换为电压信号。在生物医学领域，TIA常用于测量生物电流信号，如心电图和脑电图等。此外，TIA还广泛应用于传感器信号处理、通信系统和仪器仪表等领域。
然而，TIA也存在一些问题和挑战。例如，由于输入电阻和反馈电阻的存在，TIA对输入电流信号的频率特性和噪声特性有一定的影响。此外，TIA还需要考虑输入电阻和反馈电阻的阻值选择，以及放大器的增益和带宽等参数的优化。因此，在设计和应用TIA时需要综合考虑各种因素，以达到最佳的性能和效果。
TIA是一种将电流转换为电压的放大器，具有高增益、低噪声和宽带宽的特点。它在光通信、生物医学和传感器等领域有着广泛的应用。通过合理选择输入电阻和反馈电阻的阻值，并优化放大器的增益和带宽等参数，可以实现高性能的电流转电压功能。然而，在设计和应用TIA时需要综合考虑各种因素，并解决一些问题和挑战。只有在充分理解TIA的原理和特性的基础上，才能更好地应用和改进TIA电流转电压的技术。
