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1、420mA输出电路4-20mA输出电路 对420mA电路的输出要求 1） 输出电流与输入电压成正比； 2） 输出电流为恒流源。即当负载电阻在规定范围内变化时，输出电流保持不变，； 3） 输出电流对电源变化、环境温度等的变化不敏感。 一般地，还要附加一个要求，即输入电压与输出电流共地。 一种典型的V/I变换器要求将05V输入电压线性地转换为020mA电流源输出，基本精度在0.2%以内；当负载在0300变化时，输出电流变化应在规定精度之内。 满足此要求的最简单电路是 R6为外接负载，在满足R2/R1=R3/(R4+W1)以及R6远小于R3的情况下、流过R6的输出电流为Vin*R2/(R1*R5)与
2、R6的变化无关 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-= IeRw= (1+ k)IbRw (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kIb。令R1=R2，则有V0+Vm= V+= V-= (1+k)IbRw= (1+1/k)IoRw，其中k1，所以Io (Vo+Vi
3、n)/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05V 电压转换成05mA的电流信号，可令V0=0，Rw=1k，其中Vo=0相当于将其直接接地。若将05V电压信号转换成15mA电流信号，则可确定V0=1.25V，Rw=1.25k。同样若将420mA 电流信号转换成15mA电流信号，只需先将420mA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。我们在多次实际应用中测试，上述转换电路的最大非线性失真一般小于0.03% ，转换精度符合要求。
