基于运放的AD输入信号调理电路设计说明书

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1、基于运放的AD输入信号调理电路设计一.电流/电压转换电路设计1.AD592特性分析T(℃)T=0℃T=100℃i(uA)i1=273uAi2=373uAi2-i1=100uA1uA/℃AD592电流表2.变送器特性分析T=0℃T=100℃vo=0Vvo=5VT(℃)5V/100℃=0.05V/℃V0(V)3.电流→电压转换电路方案⑴电阻取样电路T=0℃T=100℃R=1K+-T(℃)i=273uAi=373uAviVi=0.273VVi=0.373ViVi(V)⑵运算放大器电流→电压转换电路RV1V2Ri2i1i0V0i1=0i2=i

2、0-i1=i0V1=V2=0Vo=R×i0i0=0Vo=R×i0=0Vi0=100uAVo=R×i0=5VR=50KT=0℃i0=273uAVo=13.65VT=100℃i0=373uAVo=18.65Vi(uA)V0(V)二.放大与平移电路设计1.运算放大器电流→电压转换电路的平移方案⑴AD592的恒流补偿电路T=0℃T=100℃i1=273uAi1=373uAi2=273uAi2=273uAi=0uAi=100uAi1i2iAD592273uA恒流源T(℃)i(uA)⑵平移后的电流→电压转换电路特性i1i2iR150KRV1V2i

3、2=+V/R1=273uAV1=V2=0Vo=50×(i1-273)×10-3i=i1-i2=i1-273uAV0i1=273uA(0℃)i1=373uA(100℃)Vo=0VVo=5Vi(uA)V0(V)2.电阻取样电路的平移方案⑴电阻取样恒压补偿电路R=1K+-T(℃)vRVi(V)ivsT=0℃T=100℃VR=0.273VVR=0.373VVi=VR+VS=0VVi=VR+VS=0.1VVs=-0.273Vvi⑵用同相比例放大电路实现设计要求1K0.273VAD592viV0R1Rfv1V0(V)Vi(V)V1=Vi,Vo=V

4、1(1+Rf/R1)V1=0V,解得：Rf/R1=49T=0℃,T=100℃,Vo=V1×(1+Rf/R1)=0VV1=0.1V,Vo=0.1×(1+Rf/R1)=5V3.反相加法电路实现的平移方案⑴运算放大器实现的反相放大电路i1i2iR1RfRV1V2V0Vii1=0i2=i-i1=iV1=V2=0i=Vi/R1i0=0Vo=-Rf×i=-Vi×Rf/R1ΔVi=0.1VVo=-ΔVi×Rf/R1=-5VRf/R1=50Vi=0.273VVo=-13.65VT=0℃T=100℃Vi=0.373VVo=-18.65VV0(V)Vi(

5、V)⑵运算放大器平移电路方案i1i2iR1RfRV1V2V0Vii1=0i2=i+is-i1=i+isi2=Vi/R1+Vs/R2R2Vsis若R1=R2i2=(Vi+Vs)/R1Vo=-Rf×i2=-(Vi+Vs)×Rf/R1=-(Vi+Vs)×50Vs=-Vi0=-0.273VVi=0.273VVo=-0×50=0VT=0℃T=100℃Vi=0.373VVo=-0.1×50=-5VV0(V)Vi(V)七.信号调理电路设计AD592+AD592-V01.恒流补偿原理变送器电路⑴电路原理图⑵电路参数计算稳压电路—为恒压补偿电路提供稳定

6、的电压稳压二极管D1工作电流取3mA限流电阻R1取1K恒压补偿电路—提供273uA恒定补偿电流限流电阻R2取30K，VR1取5K增益控制电路—控制输出满度电压为5V电阻满度输入电流为R4取47K，VR2取10K2.恒压补偿原理变送器电路AD592+AD592-V0⑴电路原理图⑵电路参数计算稳压电路—为恒流补偿电路提供稳定的电压稳压二极管D1工作电流取3mA限流电阻R1取3K恒压补偿电路—提供3.3V恒定压降电阻R2取10K，VR1取5K增益控制电路—控制输出满度电压为5V电阻满度输入电压为R4取39K，VR2取5K3.反相加法平移原理

7、变送器电路AD592+AD592-V0⑴电路原理图⑵电路参数计算平移电路—抵消0℃取样电压电阻R4取10K，VR1取5K增益控制电路—控制输出满度电压为5V电阻满度输入电压为R5取47K，VR2取10K稳压电路—为恒流补偿电路提供稳定的电压稳压二极管D1工作电流取3mA限流电阻R3取3K1.滑动变阻器的使用2.稳压二极管的使用三.设计注意事项电路中电阻的阻值需要调整的可以使用滑动变阻器。使用中滑动变阻器应串接电阻，使滑动变阻器单位旋转角度的阻值变化尽量小，以保证调整更精确，并减小各种因素对阻值稳定的影响。为了获得稳定的电压，可以利用稳

8、压二级管的反向击穿特性设计稳压电路。使用中应注意稳压二极管只有通过一定的电流的情况下，才能获得稳定的电压，应正确计算限流电阻的阻值。3.电路干扰的抑制4.模拟/数字电源的区分使用5.限幅电路设计注意可以在直流放大电路的负