CN102722202A - 一种电压转电流电路 - Google Patents

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袁爱进
魏学勇
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Abstract

本发明公开了一种电压转电流电路,其属于电压电流转换领域,包括输入单元、电压电流转换单元和输出单元,所述输入单元的输出端与所述电压电流转换单元的输入端连接,所述电压电流转换单元的输出端与所述输出单元的输入端连接,输入电压自所述输入单元的输入端输入,经所述电压电流转换单元转换为电流后由所述输出单元的输出端输出;其技术方案的有益效果为:输入采用了电压跟随器,解决了输入电压易受到负载电流波动影响而发生波动的问题;电路仅由运算放大器、电阻、电容组成,简单,可靠;输出直接用运放输出,因此输出电流不受电源电压影响,精度高。

Description

一种电压转电流电路
技术领域
[0001 ] 本发明涉及电压电流转换领域,尤其是一种电压转电流电路。
背景技术
[0002] 电流量由于具有抗干扰能力强等特点,因而被广泛用于信号传输,模拟量测量等用途。要对电流量进行上述应用首先要将电压转换为电流量,目前常用的做法是通过电压电流转换电路进行转换,但是目前常用的电压电流转换电路通常存在输入电压易受到负载电流波动影响而发生波动,以及输出电流受到电源电压及器件参数影响,精度不高的问题。
发明内容
[0003] 针对现有的电压电流转换电路所存在的上述问题,现提供一种旨在克服输入电压易受到负载电流波动影响而发生波动的电压转电流电路。
[0004] 具体技术方案如下:
一种电压转电流电路,其中,包括输入单元、电压电流转换单元和输出单元,所述输入单元的输出端与所述电压电流转换单元的输入端连接,所述电压电流转换单元的输出端与所述输出单元的输入端连接,输入电压自所述输入单元的输入端输入,经所述电压电流转换单兀转换为电流后由所述输出单兀的输出〗而输出;
所述输入单元主要由第一运算放大器形成,所述第一运算放大器的正向输入端串联电阻Rl后形成所述输入单元的输入端,所述第一运算放大器的的反向输入端与所述第一运算放大器的输出端之间串联电阻R2后形成所述输入单元的输出端;
所述电压电流转换单元主要由第二运算放大器形成,所述第二运算放大器的正向输入端串联电阻R3后形成所述电压电流转换单元的输入端;
所述电压电流转换单元的输出端通过电阻R4与所述第二运算放大器的正向输入端连接,并通过电阻RL与所述第二运算放大器的输出端连接;
所述第二运算放大器的反向输出端通过电阻R5接地,并通过电阻R6与所述第二运算放大器的输出端连接。
[0005] 优选的,所述输出单元设有滤波部件,所述滤波部件主要由接地电容Cl形成。
[0006] 优选的,所述电阻Rl的阻值为10千欧姆。
[0007] 优选的,所述电阻R3的阻值与所述电阻R4、所述电阻R5以及所述电阻R6的阻值相等。
[0008] 优选的,所述电容Cl的标称电压为50伏,电容量为0. I微法。
[0009] 优选的,所述电阻R2的阻值为I千欧姆。
[0010] 优选的,所述电阻R3的阻值为499千欧姆。
[0011] 上述技术方案的有益效果为:
I、输入采用了电压跟随器,解决了输入电压易受到负载电流波动影响而发生波动的问
题;2、电路仅由运算放大器、电阻、电容组成,简单,可靠;
3、输出直接用运放输出,因此输出电流不受电源电压影响,精度高。
附图说明
[0012] 图I为本发明实施例一种电压转电流电路的电路图;
图2为本发明实施例一种电压转电流电路的输入单元的电路图;
图3为本发明实施例一种电压转电流电路的电压电流转换单元的电路图。
具体实施方式
[0013] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为本发明的限定。
[0014] 如图I所示本发明实施例中的电压转电流电路,其中,包括输入单元、电压电流转换单元和输出单元,输入单元的输出端与电压电流转换单元的输入端连接,电压电流转换单兀的输出端与输出单兀的输入端连接,输入电压Vo自输入单兀的输入端输入,经电压电流转换单元转换为电流Io后由输出单元的输出端输出;如图2所示,输入单元主要由第一运算放大器oml形成,第一运算放大器oml的正向输入端串联电阻Rl后形成输入单元的输入端,第一运算放大器oml的的反向输入端与第一运算放大器oml的输出端之间串联电阻R2后形成输入单元的输出端。根据运算放大器的虚短和虚断原理,可得到输入电压Vo与输入单元的输出电压Vi相等,即该电路不改变输入电压Vo值。由于运算放大器具有输出阻抗低的特点,因此当Vo输出电流发生变化时,Vo的瞬间值不会产生波动,从而起到了负载隔离的作用。该电路解决了输入电压受输出电流变化而发生波动的问题。优选的,电阻Rl的阻值可以为10千欧姆,电阻R2的阻值可以为I千欧姆。
[0015] 于上述技术方案基础上,进一步的,如图3所示,电压电流转换单元主要由第二运算放大器om2形成,第二运算放大器om2的正向输入端串联电阻R3后形成电压电流转换单元的输入端;电压电流转换单元的输出电端通过电阻R4与第二运算放大器om2的正向输入端连接,并通过电阻RL与第二运算放大器om2的输出端连接;第二运算放大器om2的反向输出端通过电阻R5接地,并通过电阻R6与第二运算放大器om2的输出端连接。该电路的电压电流转换单元主要由一个运算放大器与5个电阻组成,结构简单,可靠。现以一组具体器件参数对电路原理进行具体说明,需要指出的是以下所列出的器件具体参数仅为说明,并不以此限定本发明的保护范围。选择电阻R3的阻值与电阻R4、电阻R5以及电阻R6的阻值相等均为499千欧姆
由运算放大器的虚短和虚断原理可得到:
V1=V2 ;
(V4-V1)/499= (Vl-Vo)/499 ;
(V3-V2)/499=V2/499 ;
Io=(V3-V4)/RL ;
Io=Vo/RL ;
即:输入电压恒定时,输出电流也为恒定值,从而实现了电压电流的线性转换。
[0016] 于上述技术方案基础上,进一步的,输出单元可设置滤波部件,滤波部件主要由接地电容Cl形成。输出单元的输出直接由第二运算放大器输出产生,仅使用一颗电容进行滤波,结构简单,可靠,不受电源精度影响,精度高。优选的,电容Cl的标称电压为50伏,电容量为0. I微法。
[0017] 以上所述仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的申请专利范围,所以 凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等效结构变化,或本领域技术人员惯用的技术手段进行替换,均包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1. 一种电压转电流电路,其特征在于,包括输入单元、电压电流转换单元和输出单元,所述输入单元的输出端与所述电压电流转换单元的输入端连接,所述电压电流转换单元的输出端与所述输出单元的输入端连接,输入电压自所述输入单元的输入端输入,经所述电压电流转换单元转换为电流后由所述输出单元的输出端输出; 所述输入单元主要由第一运算放大器形成,所述第一运算放大器的正向输入端串联电阻Rl后形成所述输入单元的输入端,所述第一运算放大器的的反向输入端与所述第一运算放大器的输出端之间串联电阻R2后形成所述输入单元的输出端; 所述电压电流转换单元主要由第二运算放大器形成,所述第二运算放大器的正向输入端串联电阻R3后形成所述电压电流转换单元的输入端;所述电压电流转换单元的输出端通过电阻R4与所述第二运算放大器的正向输入端连接,并通过电阻RL与所述第二运算放大器的输出端连接; 所述第二运算放大器的反向输出端通过电阻R5接地,并通过电阻R6与所述第二运算放大器的输出端连接。
2.如权利要求I所述电压转电流电路,其特征在于,所述输出单元设有滤波部件,所述滤波部件主要由接地电容Cl形成。
3.如权利要求I所述电压转电流电路,其特征在于,所述电阻Rl的阻值为10千欧姆。
4.如权利要求I所述电压转电流电路,其特征在于,所述电阻R3的阻值与所述电阻R4、所述电阻R5以及所述电阻R6的阻值相等。
5.如权利要求2所述电压转电流电路,其特征在于,所述电容Cl的标称电压为50伏,电容量为0. I微法。
6.如权利要求3所述电压转电流电路,其特征在于,所述电阻R2的阻值为I千欧姆。
7.如权利要求4所述电压转电流电路,其特征在于,所述电阻R3的阻值为499千欧姆。
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