电流电压转换电路

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1、模拟电路课程设计报告设计课题：电流电压转换电路专业班级：电信本学生姓名：学　　号：55　　　　　指导教师：设计时间：1-5-13-电流电压转换电路一、设计任务与要求1.将4mA～20mA的电流信号转换成±10V的电压信号，以便送入计算机进行处理。这种转换电路以4mA为满量程的0％对应－10V，12mA为50％对应0V，20mA为100％对应＋10V。2．用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。二、方案设计与论证题目要求之（一）：要求将4mA~20mA的电流信号转换成为±10V的电压信号，可以

2、设计一个第一级增益为1的差动输入电路，第二级增益为2.5的电路，从而达到电流-电压转换。题目要求之（二）：要求用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的±12V直流电源。我们知道直流电源可由四部分构成，变压器，桥式整流电路，电容滤波电路及集成稳压电路构成。通过对各元器件参数的计算及电路的组合分析可初步定制出原理图。题目（一）：方案一:设计一个第一级增益为1的差动输入电路，第二级增益为2.5的电路。其原理图为：方案一总结-13-：优点：精确/易调。缺点：电阻难买到，不是很方便，稳压管只有6.2V的。方案二:设计一个第一级增益为

3、1的电压并联负反馈，第二级增益为2.5的电路。其原理图为：方案二总结：优点：较准确，电路简单，器材比较容易买到;缺点：由于电位器的调节不是很精确，引起实验误差，难调节。通过对2个方案的比较分析，我们选出了最优的方案——方案一。题目(二)：（一）桥式整流电容滤波集成稳压块正负直流电源电路设计（±12V）。根据其设计流程图：我们分别设计出其四个部分的电路图，再经过组合得到其总原理图为：-13-（二）桥式整流电容滤波集成稳压块正负直流电源电路设计（±12V）。直流源四个组成部分分析：1、电源变压器。其电路图如下：由于要产生±12V的电

4、压，所以在选择变压器时变压后副边电压u2应大于24V，由现有的器材可选变压后副边电压u2为15V的变压器。2、整流电路。其电路图如下：-13-桥式整流电路巧妙地利用了二极管的单向导电性，将四个二极管分为两组，根据变压器副边电压的极性分别导通，将变压器副边电压的正极性端与负载电阻的上端相连，负极性端与负载电阻的下端相连，使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。3、滤波电路。其电路图如下：滤波电容容量较大，一般采用电解电容器。电容滤波电路利用电容的充放电作用，使输出电压趋于平滑。滤波电路输出电压波形如下：4、稳压电路。三端式稳压器

5、由启动电路、基准电压电路、取样比较放大电路、调整电路和保护电路等部分组成。调成管决定输出电压值。由于本课程设计要求±12V的输出电压，所以我们选用7812和7912的三端稳压管-13-三、单元电路设计与参数计算（一）第一级电流的计算；由于设计要求是要把4mA~20mA的电流转换成电压，所以要提供电流源。可以用制作的12V直流源与一电位器串联，通过调节电位器从而达到所需的电流，运放采用差动输入。I=U/R,当I=4mA时，R=U/I=12V/4mA=3KΩ;当I=20mA时，R=12V/20mA=0.6KΩ.所以只要调节电位器的阻

6、值在0.6KΩ~KΩ之间就可以达到电流4mA~20mA。选择电位器R2为10K的电位器，R1=0.5KΩ可由2只1KΩ电阻并联实现。这样输入电流4mA对应电压2V，输入电流20mA对应电压10V。A1设计增益为1，对应输出电压为-2V~-10V.故要求电阻R6,R7，R4阻值相等，取R6=R7=R4=10KΩ。-13-(二)第二级的计算：因为第一级电压变化范围为-2-（-10）=8V.而最终输出应为-10V~+10V，变化范围10V-(-10V)=20V，故A2级增益为20V/8V=2.5倍，又输入电流为12mA时，A1输出电压

7、为-12mA×0.5mA=-6V.此时要求A2输出为0V。故在A2反相输入端加入一个+6V的直流电压，使 A2输出为0。A2运放采用反相加法器，增益为2.5倍。取R9=10K,R5=10K,R8+R11=25K(以用10K的电位器进行调节，所以选择10K的电位器)，R13=R5//R9//R8+R11=4K,R10=750Ω。反相加法器引入电压为6V，可以用一6.2V稳压管稳压，从而达到所需的6V.-13-四、总原理图及元器件清单（一）、总原理图（1）电流电压转换电路（2）桥式整流电容滤波集成稳压块±12V直流电源-13-（二）

8、、元件清单元件序号型号主要参数数量备注（单价:元）R101K电位器10.5R6,R5,R9,R3,R5，R810K,1K,20K70.1R2,R13，R1110K电位器30.5R4.100K电位器10.5C1,C23300uF20.5C3,C40.47uF20.