把0~10V转换成4~20MA的电压-电流转换电路

把0~10V转换成4~20MA的电压-电流转换电路

电路的功能

以电压形式长距离传输模拟信号时，信号源电阻或电缆的直流电阻会引起电压衰减，信号接收端的输入电阻越低，电压衰减越大。为了提高传输精度，可采用电流环路——一种恒定电流输出电路，把电压变成电流信号，再加以传输。即使电缆的电阻为100欧，恒定电流电路也能有同样的电流输出，所以不会产生误差。

电路工作原理

OP放大器A2为恒流输出电路，电流敏感电阻R11产生的电压为0.4~2.0V。A2的输入包括两部分：0.4V的置偏和输入信号，在无信号时，为了使偏置为0.4V，因R3=10R4，所以VR2的输出端电压必须为-4V。

由于A2偏压是-0.4V，所以A2输入信号必须为0~1.6V，两部分合起来相当于-0.04V~2.0V。设计时为要加大敏感电压，使OP放大器A1成为衰减器，其放大倍数为0.16。

调整

输入电压等于0V，调整VR2，使电流敏感电阻R11上有4MA电流流过，于是，OP放大器A1可不设失调调节。输入10V电压，调节VR1使A1输出为-0.16V，调节中包括了恒流输出电路的误差，应把其输出电流调到20MA。

VR3用来调节恒流特性，在负载上串联一个电流计，负载在0欧和500欧切换，把电流变化调到最小。

元件的选择

OP放大器无特殊要求，可用普通产品。4MA的齐纳二极管、可变电阻VR2和电阻R11的误差对电路精度起决定作用，应选用绝对精度高的新产品，电阻R4~R7是调整电阻，允许有一定的误差。

使用注意事项

本电路的负载往往为长电缆，如电路产生振荡，可在OP放大器A2的反馈端加0.001~0.01UF的电容，这时虽然高频响应会变差，但从其用途看，仍能满足要求。

象本电路这种恒流电路，从原理上看，不需要负载短路保护，但要注意输出端开路或来自外部的异常电压。

输出晶体管TT1的发射极上如有比+VCC高的电压，就容易损坏元件，所以基极-发射极间的二极管必不可少。如有可能，也应在集电极-发射极之间加保护二极管。D2对负电压箝们，如改用10V左右的齐纳二极管，效果会更好。