一个电压电流转换电路

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。

单运放电流转电压电路
单运放电流转电压电路是指使用单个运算放大器（Op-Amp）将电流信号转换为电压信号的电路。

这种电路通常用于信号处理和测量系统中，将传感器输出的电流信号转换为适合后续电路或仪表使用的电压信号。

单运放电流转电压电路的基本原理是利用运算放大器的虚短特性，即将输入端的电流信号转换为相应的电压信号。

具体来说，当运算放大器的输入端接收到一个电流信号时，输出端会产生一个相应的电压信号，其大小与输入电流成正比。

通过调整反馈电阻的大小，可以改变输出电压的大小和放大倍数。

单运放电流转电压电路的应用范围很广，可以用于各种不同的传感器信号处理和测量系统中。

例如，电流-电压转换器、光电二极管放大器、磁阻传感器放大器等都可以使用单运放电流转电压电路进行信号转换和放大。

总结来说，单运放电流转电压电路是一种将电流信号转换为电压信号的电路，使用单个运算放大器实现。

它广泛应用于各种传感器信号处理和测量系统中，可以将传感器的输出信号转换为适合后续电路或仪表使用的电压信号。

4-20毫安电流转1-5V电压转换电路最简单的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时，为把传感器(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。

仅使用一只I/V转换取样电阻，就能够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是单片机须要的满度A／D信号电压，I是输入的最大信号电流。

这样的电路虽然简单，但却不实用，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5 V电压来分析，零点的时候恰好是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。

同时，线路输入与主电路的隔离作用，尤其是主电路为单片机系统的时候，这个隔离级还可以起到保护单片机系统的作用。

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。

几个常用的电压电流转换电路I/V转换电路设计1、在实际应用中，对于不存在共模干扰的电流输入信号，可以直接利用一个精密的线绕电阻，实现电流/电压的变换，若精密电阻R1＋Rw＝500Ω,可实现0-10mA/0-5V的I/V变换，若精密电阻R1＋Rw＝250Ω,可实现4-20mA/1-5V的I/V变换。

图中R,C组成低通滤波器，抑制高频干扰，Rw用于调整输出的电压范围，电流输入端加一稳压二极管。

电路图如下所示：输出电压为：Vo=Ii∗（R1+Rw）（Rw可以调节输出电压范围）缺点是：输出电压随负载的变化而变化，使得输入电流与输出电压之间没有固定的比例关系。

优点是：电路简单，适用于负载变化不大的场合，2、由运算放大器组成的I/V转换电路原理：先将输入电流经过一个电阻（高精度、热稳定性好）使其产生一个电压，在将电压经过一个电压跟随器（或放大器），将输入、输出隔离开来，使其负载不能影响电流在电阻上产生的电压。

然后经一个电压跟随器（或放大器）输出。

C1滤除高频干扰，应为pf级电容。

电路图如下所示：输出电压为：Vo=Ii∗R4∗(1+（R3+Rw）R1)注释：通过调节Rw可以调节放大倍数。

优点：负载不影响转换关系，但输入电压受提供芯片电压的影响即有输出电压上限值。

要求：电流输入信号Ii是从运算放大器A1的同相输入端输入的，因此要求选用具有较高共模抑制比的运算放大器，例如，OP-07、OP-27等。

R4为高精度、热稳定性较好的电阻。

V/I转换电路设计原理：1、V I 变换电路的基本原理：最简单的VI变换电路就是一只电阻，根据欧姆定律：Io=UiR，如果保证电阻不变，输出电流与输入电压成正比。

但是，我们很快发现这样的电路无法实用，一方面接入负载后，由于不可避免负载电阻的存在，式中的R发生了变化，输出电流也发生了变化；另一方面，需要输入信号提供相应的电流，在某些场合无法满足这种需要。

1 、基于运算放大器的基本VI变换电路为了保证负载电阻不影响电压/电流的变换关系,需要对电路进行调整,如图1是基于运算放大器的基本VI变换电路。

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。

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R4~R7是调整电阻，允许有一定的误差。

使用注意事项本电路的负载往往为长电缆，如电路产生振荡，可在OP放大器A2的反馈端加0.001~0.01UF的电容，这时虽然高频响应会变差，但从其用途看，仍能满足要求。

象本电路这种恒流电路，从原理上看，不需要负载短路保护，但要注意输出端开路或来自外部的异常电压。

输出晶体管TT1的发射极上如有比+VCC高的电压，就容易损坏元件，所以基极-发射极间的二极管必不可少。

如有可能，也应在集电极-发射极之间加保护二极管。

【2017年整理】电流电压转换电路
电流电压转换电路是一种将电流转换为电压的电路，可以实现电流的快速测量和控制。

该电路主要由变阻器、运算放大器和电阻等组成，通过将电流转换为电压信号，进而进行
电压测量和分析。

电流电压转换电路基本原理：
电流电压转换电路的原理是根据欧姆定律，即在某一电阻中通过的电流与电阻成正比，电压与电流成正比的原理，将电流转换为电压信号进行测量和控制。

例如，当一个电流为
I的电流通过阻值为r的电阻时，电压为U=I*r，这样通过电阻的电流就可以转换为电压信号。

电流电压转换电路可以采用不同的实现方法，例如电阻的方法、电压集中方式、电流
源的方法等。

其中使用电压集中方式进行电流电压转换是比较常见的。

电压集中方式的实现方法是将变阻器与运算放大器组合，通过电流传感器或电流互感
器测量电流，并将它转换为相应的电压信号。

运算放大器将这个电压信号放大，以达到增
强信号的目的，同时也提高了电路的精度和测量的可靠性。

电流电压转换电路广泛应用于各种自动化和控制领域，如电力电子测试、电机控制、
自动化生产线控制等方面。

在工业自动化控制中，电流电压转换电路主要起着检测和控制
的作用，通过电路的测量和分析，可以实现对电压和电流的精确调节和控制，从而实现自
动化生产线的高效、稳定、安全运行。

总之，电流电压转换电路是一种重要的电路技术，其应用广泛，特别是在工业自动化
控制领域中，其作用尤为明显。

通过了解电流电压转换电路的基本原理和实现方法，我们
可以更好地理解电路的工作原理，同时也可以对电路的性能和测量精度有更清晰的认识和
掌握。

电流电压转换电路模拟电路课程设计Last updated on the afternoon of January 3, 2021电流/电压转换电路一． 实验目的掌握工业控制中标准电流信号转换成电压信号的电流/电压变换器的设计与调试。

二． 实验原理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 ；的电压信号，以便送给各类设备进行处理。

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 。

参考电路见图3-20-1所示。

图中A 1运放采用差动输入，其转换电压用电阻R 1两端接电流环两端，阻值用500Ω，可由二只1K Ω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 。

A 1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=Ω，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=倍，又输入电流为12mA 时，A 1输出电压为-12mA×=-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，增益为倍。

取R 6=R 7=10KΩ，R 9=22KΩ，R W2=5KΩ，R 8=R 6ΩK 71.0=1.3+52.612=I +I V V 12=R 3RW Z Z 10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。

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。