4~20mA 电路,很好用,已测试,

ilikeavr666 · 发表于 2012-3-10 22:51:48

这个电路很不错,0-500欧姆的负载能力,,,,,
就是R1这个电阻,2K不知道是怎么确定的,,,,,弄了半天也没弄清楚,好多电路中这个电阻都是2K左右.....
各位大虾分析下....

(原文件名:4-20mA.png)

yixin1851 · 发表于 2012-3-10 23:16:57

没看懂，能否解释下，D1岂不是把VDD和三极管隔离了，还有RL直接把电源和地短接了？

ilikeavr666 · 发表于 2012-3-10 23:22:11

回复【1楼】yixin1851
-----------------------------------------------------------------------

RL负载接在D1两侧,当有负载接入时工作,有电流经负载过三极管,若空载,D1将电源与三相隔断.
呵....

lihuyong · 发表于 2012-3-10 23:27:20

基本电路之一

1.简单。

2.有一端接在VDD上，还可以。

缺点：

1.不能够共地——也就意味着不能够多路输出。

2.不能够输出负电流——也就意味着，假如是要求输出0~20mA，零点非常令人痛苦。

3.没有过流保护，假如Vin错误的输入了15V，输出非常吓人。

ilikeavr666 · 发表于 2012-3-10 23:40:23

lihuyong 如风似雾

讲得没错啊,我电脑仿真测试用的,前面还要加D/A的输出进Vin 的
,
因为4-20mA输出,所以用了单相直流+15V电源,

也是学了别人的电路的,

就是R1困扰我很久,,,,怎么确认的....为什么是2k

lihuyong 如风似雾求解.....

exilefox · 发表于 2012-3-11 00:04:51

R2反馈回来的电压来做负反馈进行限流咯
简单的从虚短嘘断分析
由于虚短，R2上的电压等于ui 电流等于ui/R2 也等于ic=βib
则运放的uo等于βib+0.7+ui
这样找出uo和ui的关系，也就找出R1与ic的关系了

ilikeavr666 · 发表于 2012-3-11 09:54:12

谢谢exilefox 北桥
回复,我把自己的分析写下：

由于虚短, ui = Ic*R2
= βib*R2
=>ib = ui/(β*R2)
当ui输入不变时，即 ui,β,R2都为定值，
则ib也为定值。

又因为uo = ib*R1 + 0.7 + Ui
上式中 uo和R1为函数关系，即uo变大，R1变大，
Uo变小，R1变小，那R1也没法得到确定值啊。。。。

不知道我分析的对不对
求教大虾啊，，，

matata · 发表于 2012-3-11 14:33:11

我的理解是这样的：

把Q1作为整个运放的一部分来理解就容易了。Q1发射极作为运放的输出接到运放负输入，形成跟随器，即输出等于正输入的电压，所以Q1发射极电流就是V1／R2，集电极电流就是再减去基极电流，由于基极电流很小，所以输出电流约等于V1／R2。

R1的取值应该要求不大，差不多就行。

ilikeavr666 · 发表于 2012-3-11 14:55:24

matata
感谢,,,,,
R1的取值要求不大,,,,但是不是也有个范围啊,,,,
不可能随便取值吧,,,,,,,

希望高手们指点...........

spiritcity · 发表于 2012-3-11 14:57:36

MARK

ilikeavr666 · 发表于 2012-3-11 15:04:43

等高手解谜...............................

matata · 发表于 2012-3-11 16:26:57

回复【8楼】ilikeavr666
-----------------------------------------------------------------------

范围就是，最大值：运放所能输出的最高电压下，是否能提供产生20mA集电极电流的基极电流。最小值：半导体会受周围环境影响，能使这个影响对电路的影响忽略不计就可以。

自己的理解，不一定对，等高手。

ilikeavr666 · 发表于 2012-3-11 16:57:49

回复【11楼】matata
-----------------------------------------------------------------------

我开始也是这个理解,若运放供电电源为15V
只少可以输出14V左右的电压,此电路我仿真过.
Ic为20mA时,Ib为0.2mA左右,
也就是说运放的放大倍数100左右.

若运放输出电压假设为14V
则R1两侧电压可达14V-0.7V-4V=9.3V左右

则R1可以达到9.3V/0.2mA = 46.5k 左右.

不知道理解是否对......等高手....

yixin1851 · 发表于 2012-3-11 19:35:09

学习了
去掉R1是否可以呢？这样可以用5V的电压给运放供电了。
另外请教楼主：下限4mA是怎么确定的呢？

ilikeavr666 · 发表于 2012-3-25 13:09:40

yixin1851 发表于 2012-3-11 19:35
学习了
去掉R1是否可以呢？这样可以用5V的电压给运放供电了。
另外请教楼主：下限4mA是怎么确定的呢？ ...

你好,现在才能发了,
当输入０．８Ｖ电压时，
输出就４mA了．．．
等高手求解．．．．．

yixin1851 · 发表于 2012-3-25 22:46:34

嗯，谢谢，我也看到了。

eblc1388 · 发表于 2012-3-26 00:07:34

Ib 对於输出所做成的误差非常大, 有 16uA 至 100uA 的误差。0.4mA 时 16uA 即 4% 误差。

不用 2K 而改用 JFET 来躯动 NPN, 可消除 Ib 的误差到可以忽略的 nA 级别, 因为此时运放只提供电压, 运放输出电流只有 pA 级别。可以参考以下的仿真, I(Ref)=4~20mA。

祥子 · 发表于 2012-3-26 00:31:37

mark 学习帖

ilikeavr666 · 发表于 2012-3-26 12:20:02

谢谢 eblc1388 分析
场效应管用的不多,不太熟啊,,,要好好学一学了.
那是不是R1的2K电阻只是一个范围啊,,,,
那范围怎么确定呢?

HiWorld · 发表于 2012-3-26 12:34:13

学习了，改天搭个看看

eblc1388 · 发表于 2012-3-26 21:52:14

本帖最后由 eblc1388 于 2012-3-26 21:58 编辑

ilikeavr666 发表于 2012-3-26 12:20
谢谢 eblc1388 分析
场效应管用的不多,不太熟啊,,,要好好学一学了.
那是不是R1的2K电阻只是一个范围啊,,,,

其实 Ic 最高只有 20mA, 那 NPN Ib 就跟据 20mA/放大率计算出来的。如放大率beta=200, Ib= 20mA/200 = 100uA。由於+15V供电下运放输出可达到 13V, 而200欧电流捡测电阻上面电压降=20mA*200 = 4V, NPN Vbe=0.65V, 基极电阻最高价值=(13-0.65-4)/100uA = 83.5K。

所以任何 R1 电阻值由100欧至83K电路都可正常工作。注意无论R1值为何, 运放会自动调节输出电压, 保持Ib与Ic的关系不变。

ilikeavr666 · 发表于 2012-3-27 21:06:24

eblc1388 发表于 2012-3-26 21:52
其实 Ic 最高只有 20mA, 那 NPN Ib 就跟据 20mA/放大率计算出来的。如放大率beta=200, Ib= 20mA/200 = 1 ...

谢谢 eblc1388 回复啊.......
这是我以前理解,,,,,
是不是跟你的理解一致啊.........
如果是这么大的电阻取值范围话......
怎么就取2K的呢.....
我想多了?????????????????

13楼
发表于 2012-3-11 16:57:49 |只看该作者
回复【11楼】matata
-----------------------------------------------------------------------

我开始也是这个理解,若运放供电电源为15V
只少可以输出14V左右的电压,此电路我仿真过.
Ic为20mA时,Ib为0.2mA左右,
也就是说运放的放大倍数100左右.

若运放输出电压假设为14V
则R1两侧电压可达14V-0.7V-4V=9.3V左右

则R1可以达到9.3V/0.2mA = 46.5k 左右.

不知道理解是否对......等高手....

happyhls · 发表于 2012-3-27 23:28:13

MARK，谢谢楼主~~~~~~

vergil_li · 发表于 2012-3-28 10:39:59

MARK，谢谢

JACKGUO · 发表于 2012-3-28 11:54:33

R1 如上面同学的分析有个取值范围，保证3极管工作在放大区，2K是个经验值，不必太纠结。

ilikeavr666 · 发表于 2012-3-28 13:38:40

希望大家的理解都是一致的......

ilikeavr666 · 发表于 2012-3-30 08:52:58

大家理解一样,就该结贴了..................

xiaohei · 发表于 2012-3-30 09:06:30

典型的恒流源电路

sunbest80 · 发表于 2012-3-30 09:27:37

学习了，17楼仿真用的什么软件？

ilikemcu · 发表于 2012-3-30 10:44:52

eblc1388 的分析是对的，使用一个NPN做电流放大除了Ib的绝对误差之外，还会带来一个严重的温漂问题，当输出负载电阻较小时，大部分电压跌落在这个NPN管上，产生的温升会使得放大倍数大幅度上升。
输出建议使用场效应管，或者2个NPN的复合，以达林顿管的形式，这样Ib的影响可以基本忽略。

ilikeavr666 · 发表于 2012-3-30 20:45:19

ilikemcu 发表于 2012-3-30 10:44
eblc1388 的分析是对的，使用一个NPN做电流放大除了Ib的绝对误差之外，还会带来一个严重的温漂问题，当输出 ...

嗯......
看来还要好好补模拟电路方面的知识.....
谢谢各位回贴..
大家觉得学模拟电路方面有什么好的方法....

eleczj · 发表于 2012-3-30 21:09:00

记得毕业实习的时候就接触了这个电路，经典的恒流源，那会用来驱动激光管。

ilikeavr666 · 发表于 2012-3-30 22:26:31

lance_liu · 发表于 2012-3-31 08:10:03

mark

coslight_dt · 发表于 2012-3-31 08:26:01

学习贴~~

ilikeavr666 · 发表于 2012-3-31 09:24:31

简单的电路分析透彻也不是易事............

csq463276932 · 发表于 2014-6-21 14:28:13

http://e2e.ti.com/support/amplif ... /f/18/t/156111.aspx
这里有相关的电路解释。

abszy · 发表于 2014-6-24 09:04:47

本帖最后由 abszy 于 2014-6-24 09:06 编辑

非常不错学习了 mark
运放一直学的不好，请问楼主和17楼是用什么软件仿真的

4~20mA 电路,很好用,已测试,

阿莫论坛20周年了！感谢大家的支持与爱护！！

本帖子中包含更多资源