文档介绍：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: 学生姓名: 学号: 指导教师: 设计时间: 电流电压转换电路一、设计任务与要求①将4mA ~20m A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、方案设计与论证在工业控制中各类传感器常输出标准电流信号 4~20mA 为此,常要先将其转换成+10 v 或— 10v 的电压信号, 以便送给各类设备进行处理。这里转换电路以 4mA 为满量程的 0% 对应-10V , 12mA 为 50% 对应 0V , 20mA 为 100% 对应+10V 。方案一、。方案二方案二所示的是由单个运放构成的电流/ 电压转换电路。由于运放本身的输入偏置电流不为零,因此会产生转换误差。三、单元电路设计与参数计算 1 、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 )。其流程图为: 直流电源电路图如下: 电源变压器整流电路滤波电路稳压电路原理分析: (1) 电源变压器。其电路图如下: 由于要产生±12V 的电压,所以在选择变压器时变压后副边电压应大于 24V, 由现有的器材可选变压后副边电压为 30V 的变压器。(2) 整流电路。其电路图如下: ①原理分析: 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。整流输出电压的平均值(即负载电阻上的直流电压 VL)VL 定义为整流输出电压 vL在一个周期内的平均值,即设变压器副边线圈的输出电压为,整流二极管是理想的。则根据桥式整流电路的工作波形,在 vi 的正半周, vL=v2 ,且 vL 的重复周期为p,所以上式也可用其它方法得到,如用傅里叶级数对图 XX_01 中vL 的波形进行分解后可得式中恒定分量即为负载电压 vL的平均值,因此有②整流元件参数: 在选择整流二极管时,主要考虑两个参数,即最大整流电流和反向击穿电压。在桥式整流电路中,二极管 D1、D3和D2、D4是两两轮流导通的,所以流经每个二极管的平均电流为在选择整流管时应保证其最大整流电流 IF>ID。二极管在截止时管子两端承受的最大反向电压可以从桥式整流电路的工作原理中得出。在 v2 正半周时, D1、D3 导通, D2、D4 截止。此时 D2、D4 所承受的最大反向电压均为 v2的最大值, 即同理,在v2的负半周,D1、D3也承受到同样大小的反向电压。所以,在选择整流管时应取其反向击穿电压 VBR >VRM 。(3) 滤波电路。其电路图如下: 电容滤波电路简单,负载直流电压 VL 较高,纹波也较小,它的缺点是输出特性较差,故适用于负载电压较高,负载变动不大的场合。所以在选择电容时其耐压值应大于 ,电容越大越好,其级别应在千 uF以上。(4) 稳压电路。⑴启动电路⑵基准电压电路⑶取样比较放大电路和调整电路⑷保护电路对于本实验的稳压电路,主要使用了集成块: 78系列。目前,电子设备中常使用输出电压固定的集成稳压器。由于它只有输入、输出和公共引出端,故称之为三端式稳压器。这类集成稳压器的外形图如图 1所示。 78×× 系列输出为正电压,输出电流可达 1A,如78L ×× 系列和 78M ×× 系列的输出电流分别为。它们的输出电压分别为 5V、6V、9V、12V 、15V 、 18V 和24V 等7 档。和 78×× 系列对应的有 79×× 系列,它输出为负电压, 如 79M12 表示输出电压为–12V 和输出电流为。图1 由于本实验要产生±12V 的恒流源,所以在选择集成块时选 7812 和7912 。 A 1 运放采用差动输入,其转换电压用电阻 R 1 两端接电流环两端, 阻值用 500 Ω,可由二只 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。A 1设计增益为 1,对应输出电压为-2V~-10V 。故要求电阻 R 2,R 3,R 4和R 5+R W阻值相等。这里选 R 2=R 3=R 4=10K Ω;选R 5= Ω, R W1=2K Ω。R w1 是用于调整由于电阻元件不对称造成的误差,使输出电压对应在-2V~-10V 。变化范围为-2- (-10 )=8V. 而最终输出应为-10 V~+10V ,变化范围 10V-(-10V)=20V