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一种高精度电压电流转换电路

2022-06-07 22:08:26 来源:中国专利 TAG:


1.本实用新型涉及转换电路领域,特别涉及一种高精度电压电流转换电路。


背景技术:

2.在传感器应用电路中输出信号大多以电压信号为主,而电压信号在进行长距离传输时,由于导线自身电阻,会引起电压信号的衰减,接收端输入电阻越低,电压信号衰减越大。为减少因导线电阻带来的误差,需要将电压信号转换成电流信号输出。电压电流转换电路就是将电压信号转换成电流信号输出的电路,有利于长距离传输。现有技术中,电压电流转换电路大多存在结构复杂,电流转换精度不够高的问题。


技术实现要素:

3.本实用新型提供了一种高精度电压电流转换电路,可以实现电压电流的高精度转换,其包括一个放大电路、一个电压跟随电路以及一个负反馈电路。所述放大电路由运算放大器u1、电阻r1、电阻2、电阻r3、电阻r7、三极管q1、三极管q2组成,所述电阻r3的一端连接输入电压信号vin,另一端连接运算放大器u1的同向输入端;所述电阻r1一端接地,另一端与电阻r2并连接入运算放大器u1的反向输入端,电阻r2另一端与三极管q2的发射极连接;所述运算放大器u1的输出端通过电阻r7与三极管q1的基极连接,所述三极管q1与三极管q2组成达林顿管电路,三极管q1集电极与三极管q2集电极并联后通过电阻r8连接电源,三极管q2发射极通过增益电阻r0和电阻rl接地;所述电压跟随电路由运算放大器u2、电阻r5、电阻r6组成,所述电阻r5与电阻rl一端并联后接与电阻r0一端连接;所述负反馈电路由运算放大器u1、运算放大器u2、电阻r4组成,所述电阻r4一端与运算放大器u2的输出端相连,另一端与电阻r3一端并联后接入运算放大器u1的同相输入端。
4.进一步的,所述电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4的阻值相等,电阻r5、电阻r6的阻值相等。
5.与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:
6.本实用新型电压电流转换电路结构简单,采用运算放大器u2构成电压跟随器既增强了电路的带负载能力也提高了转换电路的精度,因此具有结构简单、转换精度高、制作成本低的优点。
附图说明
7.图1为本实用新型的电路结构示意图。
8.图2为本实用新型的信号流程图。
具体实施方案
9.下面将结合附图1对本实用新型做进一步的详细说明。应当理解,此处描述的具体实施案例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
10.如图1所示,一种高精度电压电流转换电路,其包括一个放大电路、一个电压跟随电路以及一个负反馈电路。所述放大电路由运算放大器u1、电阻r1、电阻2、电阻r3、电阻r7、三极管q1、三极管q2组成,所述电阻r3的一端连接输入电压信号vin,另一端连接运算放大器u1的同向输入端;所述电阻r1一端接地,另一端与电阻r2并连接入运算放大器u1的反向输入端,电阻r2另一端与三极管q2的发射极连接;所述运算放大器u1的输出端通过电阻r7与三极管q1的基极连接,所述三极管q1与三极管q2组成达林顿管电路,三极管q1集电极与三极管q2集电极并联后通过电阻r8连接电源,三极管q2发射极通过增益电阻r0和电阻rl接地;所述电压跟随电路由运算放大器u2、电阻r5、电阻r6组成,所述电阻r5与电阻rl一端并联后接与电阻r0一端连接;所述负反馈电路由运算放大器u1、运算放大器u2、电阻r4组成,所述电阻r4一端与运算放大器u2的输出端相连,另一端与电阻r3一端并联后接入运算放大器u1的同相输入端;所述电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4的阻值相等。
11.对于图1中由运算放大器u2组成的电压跟随器,根据虚短和虚断得:
12.v4=v5=v6=v7=v3-i0×
r0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ①
13.由运算放大器u1,根据虚短和虚断得
[0014][0015][0016]
v1=v2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ④
[0017]


得,
[0018]




得,
[0019]
由于设计中让r1=r2=r3=r4,将



代入

中可得
[0020][0021]
由公式可得输入电压vin一定时,输出电流大小只与电阻r0的阻值有关,实现了电压电流转换功能,并提高了电路的转换精度。
[0022]
以上内容是对本实用新型所作的进一步详细说明,如前所述,应当理解本实用新型并不限于上述实施例,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围,则都在本实用新型所附权利要求的保护范围内。


技术特征:
1.一种高精度电压电流转换电路,其特征在于,包括一个放大电路、一个电压跟随电路以及一个负反馈电路;所述放大电路由运算放大器u1、电阻r1、电阻2、电阻r3、电阻r7、三极管q1、三极管q2组成,所述电阻r3的一端连接输入电压信号vin,另一端连接运算放大器u1的同向输入端;所述电阻r1一端接地,另一端与电阻r2并连接入运算放大器u1的反向输入端,电阻r2另一端与三极管q2的发射极连接;所述运算放大器u1的输出端通过电阻r7与三极管q1的基极连接,所述三极管q1与三极管q2组成达林顿管电路,三极管q1集电极与三极管q2集电极并联后通过电阻r8连接电源,三极管q2发射极通过增益电阻r0和电阻rl接地;所述电压跟随电路由运算放大器u2、电阻r5、电阻r6组成,所述电阻r5与电阻rl一端并联后接与电阻r0一端连接;所述负反馈电路由运算放大器u1、运算放大器u2、电阻r4组成,所述电阻r4一端与运算放大器u2的输出端相连,另一端与电阻r3一端并联后接入运算放大器u1的同相输入端;所述电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4的阻值相等。

技术总结
本实用新型为一种高精度电压电流转换电路,其包括放大电路、电压跟随电路和负反馈电路。放大电路包括同相比例放大电路以及两个三极管构成的达林顿管电路,电压跟随电路的输出端通过电阻R4与运算放大器U1的同相输入端相连构成负反馈电路,使得在输入电压一定时,电路的输出电流范围只与电阻R0的阻值有关,从而确保了输出信号的传输精度,具有电路结构简单、制作成本低、输出稳定且精度高的优点。输出稳定且精度高的优点。输出稳定且精度高的优点。


技术研发人员:赵浩文 钟新梅 李天天 刘自阳 张坤 周及泓 刘建生
受保护的技术使用者:西南石油大学
技术研发日:2022.03.08
技术公布日:2022/6/6
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