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該電路能實(shí)現(xiàn)0~5V到0~20MA的轉(zhuǎn)換嗎,具體原理怎么理解 |
| 作者：pcbandmcu 欄目：模擬技術(shù) |
該電路能實(shí)現(xiàn)0~5V到0~20MA的轉(zhuǎn)換嗎,具體原理怎么理解
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| 2樓： | >>參與討論 |
| 作者： lxsky 于 2005/3/10 14:40:00 發(fā)布：
可以吧 不過用一級也夠了 |
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| 3樓： | >>參與討論 |
| 作者： pcbandmcu 于 2005/3/10 16:54:00 發(fā)布：
能講述下它實(shí)現(xiàn)的具體原理嗎,有點(diǎn)看不明白 能講述下它實(shí)現(xiàn)的具體原理嗎,有點(diǎn)看不明白 第一級后的NPN管要在大于0.7V條件才通啊,所以在0~0.7V這段內(nèi)的電路如何出來呢 |
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| 作者： tuwen 于 2005/3/10 19:14:00 發(fā)布：
回復(fù) pcbandmcu 第1級運(yùn)放與Q1的作用是將輸入電壓轉(zhuǎn)換成R2上的同樣大小的電壓（條件是R1=R2），起了“翻跟頭”的作用。在第2級運(yùn)放與Q2構(gòu)成的負(fù)反饋環(huán)路中，R2上的電壓作為基準(zhǔn)電壓與R3上的反饋電壓達(dá)成平衡，而R3上的電壓即是負(fù)載電流的取樣電壓。因此，輸出負(fù)載電流等于 Vin/R3。容易算出，為了實(shí)現(xiàn)0~5V到0~20MA的轉(zhuǎn)換，R3應(yīng)該等于250歐姆。 用兩級運(yùn)放的目的是為使負(fù)載能夠接地。只用一級的話，負(fù)載只能接在Vcc與三極管之間。 Q1、Q2的基極電流會產(chǎn)生一定的誤差。換成達(dá)林頓管或場效應(yīng)管可以避免這種誤差。 需要注意的一點(diǎn)是，在Vin接近0V時，第2級運(yùn)放的輸入電壓接近Vcc，如果使用普通運(yùn)放，而且運(yùn)放也由Vcc供電，輸入電壓便會超出允許范圍而不能正常工作。必須用更高一些的電壓給運(yùn)放供電，或者使用 rail-to-rail 型的運(yùn)放。 圖中輸出電流的畫法有點(diǎn)問題。R4應(yīng)該就是恒流負(fù)載。 關(guān)于你說的“第一級后的NPN管要在大于0.7V條件才通”，這個0.7V的電壓是由運(yùn)放產(chǎn)生的，不是由輸入電壓直接提供的。運(yùn)放的負(fù)反饋?zhàn)饔脮詣犹峁┍匾碾妷菏筈1導(dǎo)通。 * - 本貼最后修改時間：2005-3-10 19:20:49 修改者：tuwen |
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| 5樓： | >>參與討論 |
| 作者： lsyhero 于 2005/3/11 10:19:00 發(fā)布：
回復(fù)tuwen 用兩級運(yùn)放的目的是為使負(fù)載能夠接地。只用一級的話，負(fù)載只能接在Vcc與三極管之間。？？？？？ 不明白，覺得不甚對。 |
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| 6樓： | >>參與討論 |
| 作者： wangfyfe 于 2005/3/11 13:43:00 發(fā)布：
負(fù)載接在Vcc與三極管之間影響電流源輸出阻抗 負(fù)載接在Vcc與三極管之間影響電流源輸出阻抗，線性變差 |
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| 7樓： | >>參與討論 |
| 作者： tuwen 于 2005/3/12 8:26:00 發(fā)布：
回復(fù) lsyhero 我的意思是說，如果只用前面第一級運(yùn)放，也可以構(gòu)成恒流電路，但負(fù)載只能位于圖中R2的地方，不能有一端接地。這說得不對嗎？ 另外，我也不明白wangfyfe說的意思，好象不存在這種問題。 |
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| 8樓： | >>參與討論 |
| 作者： LHKJG 于 2005/3/14 16:48:00 發(fā)布：
學(xué)習(xí)中幫忙頂上去 |
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| 9樓： | >>參與討論 |
| 作者： pcbandmcu 于 2005/3/15 9:36:00 發(fā)布：
回復(fù)tuwen 你好，根據(jù)你講述的原理和我實(shí)際搭建電路后，能實(shí)現(xiàn)具體要求，現(xiàn)在有個新的問題：如果我想輸出為電流型，即Ｒ４不接，但此時Ｒ３上會有一定的電流，有沒比較簡單的方法抑制這個電流消耗？ |
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| 10樓： | >>參與討論 |
| 作者： tuwen 于 2005/3/15 11:24:00 發(fā)布：
再回復(fù)pcbandmcu R4不接，即負(fù)載開路。這時R3的電流經(jīng)過Q2的射-基極流入U(xiǎn)1B的輸出端�？梢栽赨1B輸出端與Q2基極之間串入一個電阻（例如10K）來抑制這個電流。另外，Q2如果換成場效應(yīng)管，就不會有這個電流了。 附帶說明一下，恒流源的最自然的狀態(tài)是負(fù)載短路而不是開路，正如恒壓源的最自然的狀態(tài)是負(fù)載開路而不是短路一樣。 |
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| 11樓： | >>參與討論 |
| 作者： zwhnjnu 于 2005/3/16 12:33:00 發(fā)布：
學(xué)習(xí) 長見識 |
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| 12樓： | >>參與討論 |
| 作者： 丁衛(wèi) 于 2005/3/20 20:06:00 發(fā)布：
tuwen 請告訴我 為什么R1=R2？還有R1上的壓降不是等于輸入電壓嗎，假如輸入 為0V，VCC不是就加到第二級運(yùn)放的正端了那不是就有電壓加到R4 上產(chǎn)生電流 |
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| 13樓： | >>參與討論 |
| 作者： tuwen 于 2005/3/21 8:32:00 發(fā)布：
回復(fù) 丁衛(wèi) R1=R2的目的是將輸入電壓Vin等值地轉(zhuǎn)移到R2上。當(dāng)然不是非要相等不可，如果不相等，恒流值的表達(dá)式就不是Vin/R3，而是需要加一個比例系數(shù)。 如果Vin=0，Vcc就加到第二級運(yùn)放的正端了，這話不錯。但這只導(dǎo)致Q2發(fā)射極電壓等于Vcc，因而流過R3的電流等于0，R4的電流也等于0。全部電壓Vcc都降落在Q2的C-E極之間。 |
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| 14樓： | >>參與討論 |
| 作者： 丁衛(wèi) 于 2005/3/22 20:13:00 發(fā)布：
tuwen我這樣理解對嗎 tuwen你在幫我分析以下： 輸入0----5V電壓經(jīng)射極跟隨器，加到R1上的電壓就等于輸入電壓，Q1工作在放大區(qū)則流過R1的電流等于流過R2電流，若R1==R2則R1上的電壓就等于R2上的電壓，此時Q1CE之間的電壓為多少V 你能告訴我你的聯(lián)系方法嗎？我的QQ402748489 |
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| 15樓： | >>參與討論 |
| 作者： alphal 于 2005/3/23 0:27:00 發(fā)布：
學(xué)習(xí) |
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| 16樓： | >>參與討論 |
| 作者： ic921 于 2005/3/23 2:10:00 發(fā)布：
我認(rèn)為電路的缺陷很明顯 原理上不能保證目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。 主要原因是后面的運(yùn)放只能控制Q2的射極電壓，即讓它和Q1的C極與Q2的E極電壓相等。這樣，我對誤差的理解如下： 1 在R4不存在的情況下，即使是線性區(qū)，因Q2基極電流的存在，R3的電流要準(zhǔn)確地等于R2電流的(1+βQ2)倍是很困難的，這是一因不同基極電流β值小有差異，二因器件間也存在β值不同的問題，第三是阻值選配不容易。而在小電流時，因β不是常數(shù)，所以，不能指望它什么了。 2 在R4存在的情況下，即使是線性區(qū)，也因R4是并聯(lián)的，就不能保證4～20mA輸出了，何談0～20mA？ 印象：這個電路似乎有希望Q1是注入基極電流、Q2是吸收基極電流然兩者能抵消來消除誤差的誤解。試想，不論大信號還是小信號，Q1上的β值非線性能在Q2上能抵消嗎？我認(rèn)為，主要的誤差源是R4和β值，小信號的特殊情況也是一個重要因素，其中towen提到的rail-to-rail提醒我們注意，所謂的rail-to-rail器件，最大信號幅度還是和電源有一定的差距的。 實(shí)際上這個電路不如將Q1的E極切斷，直接串接負(fù)載,雖然小信號時也不是太好,但電路總體上更加簡單，性能也好一些。(R2也可去除) 晚了，可能有的地方寫得不周到，請諒解。 * - 本貼最后修改時間：2005-3-23 2:29:08 修改者：IC921 |
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| 17樓： | >>參與討論 |
| 作者： tuwen 于 2005/3/23 8:43:00 發(fā)布：
to 丁衛(wèi) :就是你說的那樣 就是你說的那樣，輸入電壓經(jīng)U1A和Q1電壓負(fù)反饋等值地轉(zhuǎn)移到R1上，在忽略Q1基極電流的條件下，又等值地轉(zhuǎn)移到R2上。再經(jīng)U1B和Q2的電壓負(fù)反饋，最后等值地轉(zhuǎn)移到R3上。 Q1CE之間的電壓很簡單，等于Vcc-2*Vin，由此可知，在這個具體例子里，Vcc至少要大于11V才能保證Q1正常工作。 很抱歉，我沒有QQ號。如有疑問，可以繼續(xù)在論壇交流。 |
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| 18樓： | >>參與討論 |
| 作者： tuwen 于 2005/3/23 9:30:00 發(fā)布：
to ic921： 1，“R3的電流要準(zhǔn)確地等于R2電流的(1+βQ2)倍是很困難的”。這個電路并沒有打算讓R3的電流等于R2電流的(1+βQ2)倍。你前面說的一句話是對的：“讓Q1的C極與Q2的E極電壓相等”，這也就是說，讓R2的下端與R3的下端電壓相等，再注意到R2、R3的上端是連在一起的（都接在Vcc上），所以R3上的壓降等于R2上的壓降。而R2上的壓降就等于輸入電壓Vin（忽略Q1基極電流），所以流過R3的電流等于 Vin/R3。在忽略Q2基極電流的條件下，Q2的集電極電流也等于該值。由此可見，這個電路的誤差主要來自三極管的基極電流，如果用達(dá)林頓管或場效應(yīng)管可以避免這種誤差。 2，原圖中R4與輸出負(fù)載并聯(lián)是錯誤的，實(shí)際上是Q2的集電極總電流是恒流值。我在前面的帖子已經(jīng)指出了這點(diǎn)。 3，“這個電路不如將Q1的E極切斷，直接串接負(fù)載”。這也是一種恒流電路方案，但因?yàn)槿臃答侂娮鑂1必須接地，所以負(fù)載無法接地。這可能不符合樓主的要求。 |
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| 19樓： | >>參與討論 |
| 作者： ic921 于 2005/3/24 22:57:00 發(fā)布：
(1+β[SUB]Q2[/SUB])錯了，應(yīng)為： (1+βQ2)/βQ1 |
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| 20樓： | >>參與討論 |
| 作者： lai832 于 2005/3/26 11:16:00 發(fā)布：
偷樓主的電路。 請不要告我偷你的專利啊，我沒錢賠的。 不過0V`0.7V輸入時有問題，也是有了二極管后的缺點(diǎn)。：） * - 本貼最后修改時間：2005-3-26 11:49:41 修改者：lai832
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| 21樓： | >>參與討論 |
| 作者： tuwen 于 2005/3/26 19:43:00 發(fā)布：
to ic921 :你的理解是錯的 按照你改過后的說法就是“R3的電流要準(zhǔn)確地等于R2電流的(1+βQ2)/βQ1倍是很困難的”。這話的意思等于說“Q1基極電流要等于Q2的基極電流是很困難的”。但這個電路并沒有這種意思。Q1、Q2的基極電流都會帶來誤差，而且誤差的方向是相同的，都是使最終的輸出電流減小，二者的影響并不能互相抵消。解決的辦法是盡量減小基極電流（用達(dá)林頓管）或者用場效應(yīng)管。 你對這個電路的理解是錯的，你再仔細(xì)看看。 lai832對電路的修改更是錯的。 * - 本貼最后修改時間：2005-3-26 20:37:45 修改者：tuwen |
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| 22樓： | >>參與討論 |
| 作者： ic921 于 2005/3/27 16:29:00 發(fā)布：
設(shè)兩者β值相等，好象沒錯 我想說的是：IbQ1=IbQ2應(yīng)當(dāng)成立。我的認(rèn)識是：前者會導(dǎo)致負(fù)誤差(反映在R2壓降上)，后者也是導(dǎo)致負(fù)誤差(反映在R3壓降上)，正因?yàn)閮烧哒`差方向一致，所以要補(bǔ)回來，這就是我說的R2和R3要做阻值匹配的理由，好象沒錯，這點(diǎn)你幫我看看-----我有時腦筋容易短路(中學(xué)的時候，有一次做一道極簡單的算術(shù)題，將幾個乘除后的數(shù)加起來，可是一下午也算得和老師不一樣，快放學(xué)的時候找同學(xué)才“解決”----特難忘，特拿出來“分享”----不好意思，雖然我現(xiàn)在數(shù)學(xué)退步了，但當(dāng)時我不但是班上的尖子，尤其是數(shù)學(xué)尖子，我讀書的歷程很辛酸，支撐我的，實(shí)際上就是對自己的數(shù)學(xué)有信心。哈哈，這是當(dāng)時的情況，現(xiàn)在不同了，數(shù)學(xué)成了我的弱項(xiàng)，上次你質(zhì)問我判斷“一個已知點(diǎn)是否在另外3個已知點(diǎn)所圍成的三角形中”的思路時，不敢回復(fù)啦……長期鉆研“實(shí)用”的東西，吃虧了還不知道，請大家吸取教訓(xùn)!)。即Q1基極電流IbQ1的影響使得IR2小了一個IbQ1，應(yīng)當(dāng)通過R2與R3的匹配補(bǔ)回來，而且補(bǔ)得不恰當(dāng)就會出現(xiàn)誤差(R4不要了)。即： 若：IR2=IbQ1×βQ1，IR3=IbQ2×(1+βQ2)/βQ1 則：基極電流影響可以抵消。 問題是要這個式子成立很難(電阻能否匹配，是實(shí)際問題)，特別是在整個量程范圍內(nèi)：βQ2≠βQ1 另，關(guān)于前帖：樓主用接地負(fù)載或是懸浮負(fù)載，不清楚。我只在解決精度問題上給一個參考。 |
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| 23樓： | >>參與討論 |
| 作者： dengm 于 2005/3/27 17:32:00 發(fā)布：
R1=R2=R3=0.250K Q1/Q2 beta 曲線要配對 但 Q2 要用NPN管，第2個遠(yuǎn)放的+/-要交換 * - 本貼最后修改時間：2005-3-27 17:57:13 修改者：dengm |
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| 24樓： | >>參與討論 |
| 作者： ic921 于 2005/3/27 19:48:00 發(fā)布：
對，要對調(diào)！ 哈，832的盜版沒有成功！ * - 本貼最后修改時間：2005-3-27 19:50:56 修改者：ic921 |
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| 25樓： | >>參與討論 |
| 作者： gegegegeda 于 2007/1/22 18:26:00 發(fā)布：
恩，學(xué)習(xí)！ |
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| 26樓： | >>參與討論 |
| 作者： gegegegeda 于 2007/1/22 18:43:00 發(fā)布：
學(xué)習(xí) 學(xué)習(xí) |
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