在電子電路應(yīng)用領(lǐng)域，常常會面臨將 1 - 5V 電壓信號轉(zhuǎn)換為 4 - 20mA 電流輸出的需求。有網(wǎng)友提出疑問：是否能夠運(yùn)用運(yùn)放或者分立件實(shí)現(xiàn) 1 - 5V 轉(zhuǎn) 4 - 20mA 輸出，并且要求采用單電源，在 12 - 24V 內(nèi)都能正常輸出，輸出端需對負(fù)極輸出，而不能對正極輸出。該網(wǎng)友表示自己研究許久，僅能實(shí)現(xiàn)對正極輸出的電路。
針對這一問題，經(jīng)過深入思考，設(shè)計(jì)出了相關(guān)電路圖。

為了盡可能減小誤差，在電路中三極管 Q1、Q2 的選擇上，應(yīng)盡量選用放大倍數(shù)較大的型號。因?yàn)槿龢O管的基極電流會增加誤差，所以也可以考慮把三極管換成場管。場管型號的可選擇范圍較寬，只要耐壓大于 30V，GS 結(jié)耐壓大于 20V，都能夠使用。
對于 IC1 - 1 部分，相對容易理解。它以公共地為基準(zhǔn)，當(dāng)輸入 5V 電壓時(shí)，R3、R4 并聯(lián)為 500 歐，此時(shí) Q2 的電流為 10mA，R5 上的電壓降為 2V。并聯(lián)的 R3、R4 和 R5 構(gòu)成了電壓變換，成功把輸入的 5V 電壓變換成 2V。IC1 - 2 同樣是 V/I 轉(zhuǎn)換電路，不過它是以串聯(lián)二極管的負(fù)極為公共點(diǎn)，R6 與 R2 的作用相同，R7 等同于并聯(lián)的 R4、R5。當(dāng)輸入 5V 電壓時(shí)，R5 上的電壓為 2V，R7 上的電流就是 20mA，也就是三極管 Q1 對地輸出 20mA（忽略三極管的基極電流）。

在該電路中，串聯(lián)二極管可以用一只工作端電壓 1.8V 左右的發(fā)光管代替。

需要注意的是，原文中提到的運(yùn)放型號打成了 LM258，實(shí)際上也可以使用常見的 LM358。由于 LM258 / LM358 的輸入共模電壓范圍達(dá)不到正電源電壓，低大約 1.5V，所以采用 3 個(gè) 1N4148 串聯(lián)，目的是為了讓運(yùn)放能夠正常工作，避免電路失控。N4148 的額定工作電流為 150mA；而作為指示用的普通小功率 LED，其額定功率一般為 0.05W，工作電流可以長期工作在 20mA。