圖1是由運(yùn)放和阻容等元件組成的V/I變換電路，能將0—5V的直流電壓信號(hào)線性地轉(zhuǎn)換成0－10mA的電流信號(hào),，A1是比較器．A3是電壓跟隨器,，構(gòu)成負(fù)反饋回路,，輸入電壓Vi與反饋電壓Vf比較，在比較器A1的輸出端得到輸出電壓VL,，V1控制運(yùn)放A1的輸出電壓V2,，從而改變晶體管T1的輸出電流IL而輸出電流IL又影響反饋電壓Vf，達(dá)到跟蹤輸入電壓Vi的目的,。輸出電流IL的大小可通過下式計(jì)算：IL＝Vf/（Rw+R7）,，由于負(fù)反饋的作用使Vi=Vf，因此IL＝Vi/（Rw+R7）,，當(dāng)Rw+R7取值為500Ω時(shí),，可實(shí)現(xiàn)0－5V/0－10mA的V/I轉(zhuǎn)換，如果所選用器件的性能參數(shù)比較穩(wěn)定,，運(yùn)故A1,、A2的放大倍數(shù)較大,，那么這種電路的轉(zhuǎn)換精度，一般能夠達(dá)到較高的要求,。
2,、 0－10V/0－10mA的V/I變換電路
圖2中Vf是輸出電流IL流過電阻Rf產(chǎn)生的反饋電壓，即V1與V2兩點(diǎn)之間的電壓差,，此信號(hào)經(jīng)電阻R3,、R4加到運(yùn)放A1的兩個(gè)輸入端Vp與Vn，反饋電壓Vf=V1－V2,，對(duì)于運(yùn)放A1,，有VN＝Vp；Vp＝V1/（R2+R3）×R2,，VN＝V2＋（Vi-V2）×R4/（R1+R4）,，所以V1/（R2+R3）×R2＝V2＋（Vi-V2）×R4/（R1+R4），依據(jù)Vf＝V1-V2及上式可推導(dǎo)出：
若式中R1＝R2＝100kΩ,，R1＝R4=20kΩ,，則有：Vf×R1＝Vi×R4，
得出：Vf＝R4/R1×Vi＝1/5Vi,，如果忽略流過反饋回路R3,、R4的電流，則有：IL＝Vf/Rf＝Vi/5Rf,，由此可以看出．當(dāng)運(yùn)放的開環(huán)增益足夠大時(shí),，輸出電流IL與輸入電壓Vi滿足線性關(guān)系，而且關(guān)系式中只與反饋電阻Rf的阻值有關(guān)．顯然,，當(dāng)Rf＝200Ω時(shí),，此電路能實(shí)現(xiàn)0－10v/0－10mA的V/I變換。
3,、 1－5V/4－20mA的V/I變換電路
在圖3中．輸入電壓Vi是疊加在基準(zhǔn)電壓VB（VB=10V）上,，從運(yùn)放A1的反向輸入VN端輸入的，晶體管T1,、T2組成復(fù)合管,，作為射極跟蹤器，起到降低T1基極電流的作用（即忽略反饋電流I2）,，使得IL≈I1,，而運(yùn)放A1滿足VN≈Vp，如果電路圖中R1＝R2＝R,，R4＝R5＝kR,，則有如下表達(dá)式：
由式①②③可推出：
若Rf＝62.5Ω，k=0.25，Vi=1－5V,，則I1＝4－20mA,，而實(shí)際變換電流IL比I1小，相差I(lǐng)2（IL=I1-I2）,，I2是一個(gè)隨輸入電壓Vi變化的變量,，輸入電壓最小時(shí)（Vi=1V），誤差最大,，在實(shí)際應(yīng)用中，為了使誤差降到最小,，一般R1,，R2，Rf的阻值分別選取40.25kΩ,，40kΩ,，62.5Ω。
4,、 0－10mA/0－5V的I/V變換電路
在實(shí)際應(yīng)用中,，對(duì)于不存在共模干擾的電流輸入信號(hào)，可以直接利用一個(gè)精密的線繞電阻,，實(shí)現(xiàn)電流/電壓的變換,，如圖4，若精密電阻R1＋Rw＝500Ω,，可實(shí)現(xiàn)0-10mA/0-5V的I/V變換,，若精密電阻R1＋Rw＝250Ω，可實(shí)現(xiàn)4-20mA/1-5V的I/V變換,。圖中R,，C組成低通濾波器，抑制高頻干擾,，Rw用于調(diào)整輸出的電壓范圍,，電流輸入端加一穩(wěn)壓二極管。
對(duì)于存在共模干擾的電流輸入信號(hào),，可采用隔離變壓器耦合方式,，實(shí)現(xiàn)0-10mA/0-5V的I/V變換，一般變壓器輸出端的負(fù)載能力較低,，在實(shí)際應(yīng)用中還應(yīng)在輸出端接一個(gè)電壓跟隨器作為緩沖器,，以提高驅(qū)動(dòng)能力。
1,、 0－5V/0－10mA的V/I變換電路
圖1是由運(yùn)放和阻容等元件組成的V/I變換電路,，能將0—5V的直流電壓信號(hào)線性地轉(zhuǎn)換成0－10mA的電流信號(hào)，A1是比較器．A3是電壓跟隨器，構(gòu)成負(fù)反饋回路,，輸入電壓Vi與反饋電壓Vf比較,，在比較器A1的輸出端得到輸出電壓VL，V1控制運(yùn)放A1的輸出電壓V2,，從而改變晶體管T1的輸出電流IL而輸出電流IL又影響反饋電壓Vf,，達(dá)到跟蹤輸入電壓Vi的目的。輸出電流IL的大小可通過下式計(jì)算：IL＝Vf/（Rw+R7）,，由于負(fù)反饋的作用使Vi=Vf,，因此IL＝Vi/（Rw+R7），當(dāng)Rw+R7取值為500Ω時(shí),，可實(shí)現(xiàn)0－5V/0－10mA的V/I轉(zhuǎn)換,，如果所選用器件的性能參數(shù)比較穩(wěn)定，運(yùn)故A1,、A2的放大倍數(shù)較大,，那么這種電路的轉(zhuǎn)換精度，一般能夠達(dá)到較高的要求,。
2,、 0－10V/0－10mA的V/I變換電路
圖2中Vf是輸出電流IL流過電阻Rf產(chǎn)生的反饋電壓，即V1與V2兩點(diǎn)之間的電壓差,，此信號(hào)經(jīng)電阻R3,、R4加到運(yùn)放A1的兩個(gè)輸入端Vp與Vn，反饋電壓Vf=V1－V2,，對(duì)于運(yùn)放A1,，有VN＝Vp；Vp＝V1/（R2+R3）×R2,，VN＝V2＋（Vi-V2）×R4/（R1+R4）,，所以V1/（R2+R3）×R2＝V2＋（Vi-V2）×R4/（R1+R4），依據(jù)Vf＝V1-V2及上式可推導(dǎo)出：
若式中R1＝R2＝100kΩ,，R1＝R4=20kΩ,，則有：Vf×R1＝Vi×R4，
得出：Vf＝R4/R1×Vi＝1/5Vi,，如果忽略流過反饋回路R3,、R4的電流，則有：IL＝Vf/Rf＝Vi/5Rf,，由此可以看出．當(dāng)運(yùn)放的開環(huán)增益足夠大時(shí),，輸出電流IL與輸入電壓Vi滿足線性關(guān)系，而且關(guān)系式中只與反饋電阻Rf的阻值有關(guān)．顯然,，當(dāng)Rf＝200Ω時(shí),，此電路能實(shí)現(xiàn)0－10v/0－10mA的V/I變換,。
3、 1－5V/4－20mA的V/I變換電路
在圖3中．輸入電壓Vi是疊加在基準(zhǔn)電壓VB（VB=10V）上,，從運(yùn)放A1的反向輸入VN端輸入的,，晶體管T1、T2組成復(fù)合管,，作為射極跟蹤器,，起到降低T1基極電流的作用（即忽略反饋電流I2），使得IL≈I1,，而運(yùn)放A1滿足VN≈Vp,，如果電路圖中R1＝R2＝R，R4＝R5＝kR,，則有如下表達(dá)式：
由式①②③可推出：
若Rf＝62.5Ω,，k=0.25，Vi=1－5V,，則I1＝4－20mA，而實(shí)際變換電流IL比I1小,，相差I(lǐng)2（IL=I1-I2）,，I2是一個(gè)隨輸入電壓Vi變化的變量，輸入電壓最小時(shí)（Vi=1V）,，誤差最大,，在實(shí)際應(yīng)用中，為了使誤差降到最小,，一般R1,，R2，Rf的阻值分別選取40.25kΩ,，40kΩ,，62.5Ω。
4,、 0－10mA/0－5V的I/V變換電路
在實(shí)際應(yīng)用中,，對(duì)于不存在共模干擾的電流輸入信號(hào)，可以直接利用一個(gè)精密的線繞電阻,，實(shí)現(xiàn)電流/電壓的變換,，如圖4，若精密電阻R1＋Rw＝500Ω,，可實(shí)現(xiàn)0-10mA/0-5V的I/V變換,，若精密電阻R1＋Rw＝250Ω，可實(shí)現(xiàn)4-20mA/1-5V的I/V變換,。圖中R,，C組成低通濾波器，抑制高頻干擾，Rw用于調(diào)整輸出的電壓范圍,，電流輸入端加一穩(wěn)壓二極管,。
對(duì)于存在共模干擾的電流輸入信號(hào)，可采用隔離變壓器耦合方式,，實(shí)現(xiàn)0-10mA/0-5V的I/V變換,，一般變壓器輸出端的負(fù)載能力較低，在實(shí)際應(yīng)用中還應(yīng)在輸出端接一個(gè)電壓跟隨器作為緩沖器,，以提高驅(qū)動(dòng)能力,。
5、 由運(yùn)放組成的0－10mA/0－5V的I/V變換電路
在圖5中,，運(yùn)放A1的放大倍數(shù)為A＝（R1+Rf）/R1,，若R1＝100kΩ，Rf＝150kΩ,，則A＝2.5,；若R4＝200Ω，對(duì)于0－10mA的電流輸入信號(hào),，將在R4上產(chǎn)生0－2V的電壓信號(hào),，由A＝2.5可知，0－10mA的輸入電流對(duì)應(yīng)0－5V的輸出電壓信號(hào),。
圖中電流輸入信號(hào)Ii是從運(yùn)放A1的同相輸入端輸入的,，因此要求選用具有較高共模抑制比的運(yùn)算放大器，例如,，OP-07,、OP-27等。
6,、 4－20mA/0－5V的I/V變換電路
經(jīng)對(duì)圖6電路分析,，可知流過反饋電阻Rf的電流為（Vo-VN）/Rf與VN/R1＋（VN-Vf）/R5相等，由此,，可推出輸出電壓Vo的表達(dá)式：
Vo=（1+Rf/R1+Rf/R5）×VN-（R4/R5）×Vf,。由于VN≈Vp＝Ii×R4，上式中的VN即可用Ii×R4替換,，若R4＝200Ω,，R1＝18kΩ，Rf＝7.14kΩ,，R5＝43kΩ,，并調(diào)整Vf≈7.53V，輸出電壓Vo的表達(dá)式可寫成如下的形式：
當(dāng)輸入4－20mA電流信號(hào)時(shí),，對(duì)應(yīng)輸出0－5V的電壓信號(hào),。
