專利名稱：電壓-電流轉(zhuǎn)換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電流輸出電路，尤其是一種電流輸出電路中的電壓-電流轉(zhuǎn)換電路。
背景技術(shù)：
在生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究等眾多領(lǐng)域中，經(jīng)常需要將設(shè)備前端電路采集到的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的O 20mA或者4 20mA電流信號(hào)，然后通過(guò)信號(hào)線傳輸?shù)胶蠹?jí)電路模塊或其他顯示、控制設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)理、機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)等目的。圖I所示為目前常用的電壓-電流轉(zhuǎn)換電路。Ui為待轉(zhuǎn)換的輸入電壓，Iout為轉(zhuǎn)換后的輸出電流。 其中U1、U2均引入了電路負(fù)反饋，Ul構(gòu)成同相求和電路，U2構(gòu)成電壓跟隨器，取Rl = R2 = R3 = R4 = R。Uo2 = Up2Upl = R4/(R3+R4)Ui+R3/(R3+R4)Up2 = 0. 5Ui+0. 5Up2Uol = (l+R2/Rl)Upl = 2Upl可得Uol= Ui+Up2Ro 上的電壓為URo = Uol-Up2 = Ui所以lout = Ui/Ro可見在理論上,輸出電流lout的數(shù)值僅取決于輸入電壓Ui和電阻Ro的比值。但是在電路運(yùn)行時(shí)，由于實(shí)際工作環(huán)境的差異以及元器件的精度誤差等外界因素的影響，導(dǎo)致在相同輸入電壓的情況下，輸出電流將會(huì)產(chǎn)生一定程度的偏差。這種情況對(duì)于需要高精度的電壓-電流信號(hào)轉(zhuǎn)換的場(chǎng)合是不適用的。因此，有必要對(duì)上述電路進(jìn)行改進(jìn)，使之能提高輸出電流的精度，即電流輸出值與理論值基本相吻合。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種改進(jìn)的電壓-電流轉(zhuǎn)換電路，其能提高電流輸出精度。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出如下技術(shù)方案一種電壓-電流轉(zhuǎn)換電路，包括待轉(zhuǎn)換電壓Ui、輸出電流lout、電阻R3以及連接在電阻R3與輸出電流Iout之間的運(yùn)算放大器Ul和運(yùn)算放大器U2，其特征在于所述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路還包括輸出電流調(diào)節(jié)電路，所述輸出電流調(diào)節(jié)電路包括兩個(gè)運(yùn)算放大器U3、U4、電阻R5、R6以及電位器Rp，其中電位器Rp通過(guò)電阻R5和R6連接在電路的正、負(fù)工作電源+VCC、-VCC之間，電位器Rp的滑動(dòng)端與運(yùn)算放大器U3的同相輸入端IN+相連，待轉(zhuǎn)換電壓Ui與運(yùn)算放大器U4的同相輸入端IN+相連，運(yùn)算放大器U4的輸出端Uo4連接至電阻R3。優(yōu)選地，所述電阻R5連接在電路的正工作電源+VCC與所述電位器Rp的上端之間。[0015]優(yōu)選地，所述電阻R6連接在電路的負(fù)工作電源-VCC與所述電位器Rp的下端之間。優(yōu)選地，所述輸出電流調(diào)節(jié)電路還包括電阻R7，所述運(yùn)算放大器U3的反相輸入端IN-與其輸出端OUT連接后，再與所述電阻R7的左端相連。優(yōu)選地，所述輸出電流調(diào)節(jié)電路還包括電阻R8，所述運(yùn)算放大器U4的反相輸入端IN-連接在電阻R7的右端與電阻R8的左端之間，而所述運(yùn)算放大器U4的輸出端OUT與電阻R8的右端、電阻R3的左端相連接。優(yōu)選地，所述輸出電流調(diào)節(jié)電路還包括電阻R9，所述電阻R9連接在待轉(zhuǎn)換電壓Ui與所述運(yùn)算放大器U4的同相輸入端IN+之間。優(yōu)選地，所述輸出電流調(diào)節(jié)電路還包括電阻R10，所述電阻RlO的左端與所述電阻 R9的右端相連，而其右端接地。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提出了一種包括輸出電流調(diào)節(jié)電路的電壓-電流轉(zhuǎn)換電路，其通過(guò)調(diào)節(jié)電路中的電位器，使轉(zhuǎn)換電路的輸出電流Iout得到小范圍調(diào)整，從而可彌補(bǔ)由于工作環(huán)境的差異、元器件的誤差等外部因素引起的輸出電流偏差，實(shí)現(xiàn)高精度的電壓-電流轉(zhuǎn)換。
圖I現(xiàn)有技術(shù)中的電壓-電流轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)圖。圖2本實(shí)用新型的電壓-電流轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。參照?qǐng)D2，對(duì)應(yīng)于本實(shí)用新型最佳實(shí)施例的電壓-電流轉(zhuǎn)換電路為在本專利文件的背景技術(shù)中所描述的目前常用的電壓-電流轉(zhuǎn)換電路的基礎(chǔ)上加入了輸出電流調(diào)節(jié)電路，該輸出電流調(diào)節(jié)電路位于虛線框內(nèi)，其由運(yùn)算放大器U3、U4，電阻R5 RlO以及電位器Rp組成。+VCC和-VCC分別為電路的正、負(fù)工作電源。電阻R5的上端與電路的正工作電源+VCC連接，其下端與電位器Rp的上端連接；電阻R6的下端與電路的負(fù)工作電源-VCC連接，而其上端與電位器Rp的下端連接。運(yùn)算放大器U3的同相輸入端“IN+”與Rp的滑動(dòng)端相連，其反相輸入端“IN-”與其輸出端“OUT”連接后，再與電阻R7的左端相連。電阻R9的左端與輸入電壓Ui連接，其右端與運(yùn)算放大器U4的同相輸入端“ IN+”和電阻RlO的左端連接，電阻RlO右端與“地”連接。運(yùn)算放大器U4的反相輸入端“ IN-”與電阻R7的右端、電阻R8的左端連接，其輸出端“OUT”與電阻R8的右端、電阻R3的左端連接，通過(guò)電阻R3將已微調(diào)整的輸入電壓送到后級(jí)電路進(jìn)行電壓-電流轉(zhuǎn)換，該后級(jí)電路即為背景技術(shù)中所描述的目前常用的電壓-電路轉(zhuǎn)換電路，在此不再贅述?？梢姡\(yùn)算放大器U3和電阻R5、R6以及定位器Rp組成輸入電壓Uadj可調(diào)的跟隨器電路，Uadj為電位器Rp的滑動(dòng)端上取出的電壓值；運(yùn)算放大器U3的輸出電壓為Uo3，與Uadj同相且數(shù)值相等。運(yùn)算放大器U4和電阻R7 RlO組成差分放大器，其輸入分別為運(yùn)算放大器U3的輸出電壓Uo3和待轉(zhuǎn)換的輸入電壓Ui，輸出電壓為Uo4。Uo4 = Ui(1+R8/R7)(RIO/(R9+R10))_Uo3(R8/R7)；選取R7 = R8 = R9 = RlO，可得Uo4 = Ui_Uo3 ；[0030]Uo4作為后級(jí)通用電壓-電流轉(zhuǎn)換電路的輸入電壓，其工作原理如背景技術(shù)中所述，可得輸出電流lout = Uo4/Ro。在實(shí)際工作時(shí)，首先調(diào)節(jié)定位器Rp的滑動(dòng)端，使Uadj為零。然后輸入電壓Ui，進(jìn)行電壓-電流的轉(zhuǎn)換。在電路輸出端測(cè)量輸出電流Iout的實(shí)際輸出值，若輸出電流Iout的數(shù)值與理想值發(fā)生偏差時(shí)，可通過(guò)調(diào)節(jié)電位器Rp的滑動(dòng)端，改變運(yùn)算放大器U3的輸入電壓Uadj即其輸出電壓Uo3，進(jìn)而改變Uo4，調(diào)整Iout的輸出值與理想值相一致，從而提高了轉(zhuǎn)換電流的輸出精度。Uadj即Uo3的調(diào)節(jié)范圍為Uo3(min) = VCC- (2VCC/(R5+Rp+R6)) *(R5+Rp)；Uo3 (max) = VCC- (2VCC/(R5+Rp+R6))*R5 ；通常，選取合適的電阻R5、R6、Rp的阻值，使輸出電流Iout的電流調(diào)節(jié)范圍在-ImA +ImA之間。通過(guò)上述描述可見，本實(shí)用新型提出了一種能提高電壓-電流轉(zhuǎn)換時(shí)電流輸出精度的電路，其通過(guò)調(diào)節(jié)電路中的電位器Rp，使轉(zhuǎn)換電路的輸出電流Iout得到小范圍調(diào)整，從而可彌補(bǔ)由于工作環(huán)境的差異、元器件的誤差等外部因素引起的輸出電流偏差，實(shí)現(xiàn)高精度的電壓-電流轉(zhuǎn)換。而且，本實(shí)用新型的電壓-電流轉(zhuǎn)換電路簡(jiǎn)單實(shí)用，調(diào)節(jié)方便，工作穩(wěn)定，具有良好的實(shí)用效果。雖然，本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特征已揭示如上，然而熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員仍可能基于本實(shí)用新型的教示及揭示而作種種不背離本實(shí)用新型精神的替換及修飾，因此，本實(shí)用新型保護(hù)范圍應(yīng)不限于實(shí)施例所揭示的內(nèi)容，而應(yīng)包括各種不背離本實(shí)用新型的替換及修飾，并為本專利申請(qǐng)權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求1.一種電壓-電流轉(zhuǎn)換電路，包括待轉(zhuǎn)換電壓Ui、輸出電流lout、電阻R3以及連接在電阻R3與輸出電流Iout之間的運(yùn)算放大器Ul和運(yùn)算放大器U2，其特征在于所述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路還包括輸出電流調(diào)節(jié)電路，所述輸出電流調(diào)節(jié)電路包括兩個(gè)運(yùn)算放大器U3、U4、電阻R5、R6以及電位器Rp，其中電位器Rp通過(guò)電阻R5和R6連接在電路的正、負(fù)工作電源+VCC、-VCC之間，電位器Rp的滑動(dòng)端與運(yùn)算放大器U3的同相輸入端IN+相連，待轉(zhuǎn)換電壓Ui與運(yùn)算放大器U4的同相輸入端IN+相連，運(yùn)算放大器U4的輸出端Uo4連接至電阻R3。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電壓-電流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于所述電阻R5連接在電路的正工作電源+VCC與所述電位器Rp的上端之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電壓-電流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于所述電阻R6連接在電路的負(fù)工作電源-VCC與所述電位器Rp的下端之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電壓-電流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于所述輸出電流調(diào)節(jié)電路還包括電阻R7，所述運(yùn)算放大器U3的反相輸入端IN-與其輸出端OUT連接后，再與所述電阻R7的左端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電壓-電流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于所述輸出電流調(diào)節(jié)電路還包括電阻R8，所述運(yùn)算放大器U4的反相輸入端IN-連接在電阻R7的右端與電阻R8的左端之間，而所述運(yùn)算放大器U4的輸出端OUT與電阻R8的右端、電阻R3的左端相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電壓-電流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于所述輸出電流調(diào)節(jié)電路還包括電阻R9，所述電阻R9連接在待轉(zhuǎn)換電壓Ui與所述運(yùn)算放大器U4的同相輸入端IN+之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電壓-電流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于所述輸出電流調(diào)節(jié)電路還包括電阻R10，所述電阻RlO的左端與所述電阻R9的右端相連，而其右端接地。
專利摘要一種電壓-電流轉(zhuǎn)換電路，包括待轉(zhuǎn)換電壓(Ui)、輸出電流(Iout)、電阻(R3)以及連接在電阻(R3)與輸出電流(Iout)之間的運(yùn)算放大器(U1、U2)。該電壓-電流轉(zhuǎn)換電路還包括輸出電流調(diào)節(jié)電路，其包括兩個(gè)運(yùn)算放大器(U3、U4)、電阻(R5、R6)以及電位器(Rp)，其中電位器(Rp)通過(guò)電阻(R5)和(R6)連接在電路的正、負(fù)工作電源(+VCC、-VCC)之間，電位器(Rp)的滑動(dòng)端與運(yùn)算放大器(U3)的同相輸入端(IN+)相連，待轉(zhuǎn)換電壓(Ui)與運(yùn)算放大器(U4)的同相輸入端(IN+)相連，運(yùn)算放大器(U4)的輸出端(Uo4)連接至電阻(R3)。故通過(guò)調(diào)節(jié)電路中的電位器，使轉(zhuǎn)換電路的輸出電流得到小范圍調(diào)整，實(shí)現(xiàn)高精度的電壓-電流轉(zhuǎn)換。
文檔編號(hào)G05F1/10GK202563365SQ20112036544
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者錢誠(chéng), 金振華, 凡冬青, 劉中 申請(qǐng)人:魏德米勒電聯(lián)接國(guó)際貿(mào)易(上海)有限公司