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标题: 输入信号是4-20mA，如何把它转换成0-5V的电压信号呢？ [打印本页]

作者: 完美幸 时间: 2013-7-31 22:11
标题: 输入信号是4-20mA，如何把它转换成0-5V的电压信号呢？
如题！求各位帮忙搞个电路！初学模电！谢谢！

作者: alias 时间: 2013-7-31 23:04
以下电路给你参考。

先把4~20mA经由 R6 250欧变为1~5V（图中红线），再用运放移位放大，得到 0~5V（图中绿线）。如能用+/-电源供电给运放则零点会更准确。

[attach]129048[/attach]

作者: ghostxdy 时间: 2013-7-31 23:13

alias 发表于 2013-7-31 23:04
以下电路给你参考。

先把4~20mA经由 R6 250欧变为1~5V（图中红线），再用运放移位放大，得到 0~5V（图中 ...

LM358在此的作用是？

作者: alias 时间: 2013-7-31 23:32
LM358作用是把1~5V变为0~5V。

作者: jiangzhimin 时间: 2013-8-2 14:14
楼上高人，它是怎么计算比较的啊

作者: parkdom 时间: 2013-8-2 14:33
不错。。。。。。。

作者: 完美幸 时间: 2013-8-2 14:45

alias 发表于 2013-7-31 23:04
以下电路给你参考。

先把4~20mA经由 R6 250欧变为1~5V（图中红线），再用运放移位放大，得到 0~5V（图中 ...

谢谢高人指点！搭个电路试试！

作者: a794001114 时间: 2013-8-2 14:52
学习了

作者: Andrewz 时间: 2013-8-2 15:31

没看懂. Vref是2.5V么?

太牛了.看了半个小时看懂了.
对放大器太不熟悉了.
顶~以后知道怎么用358做ADC了.

作者: alias 时间: 2013-8-2 16:28

jiangzhimin 发表于 2013-8-2 14:14
楼上高人，它是怎么计算比较的啊

只是非常基本的运放设计，每一个学习了运放工作的人都应该了解电路如何工作。

TL431及有关电阻组成5V基准，如正相端输入是1V，则运放的 100K/25K 电阻在运放输出0V时把这5V基准分压成1V至运放反相端，令运放正/反相端都是1V。同理在输入=5V时，运放输出及反相端都是5V，就这么简单。

作者: diskcopy 时间: 2013-8-2 18:47
关注一下运算放大

作者: jiangzhimin 时间: 2013-8-2 19:32
不愧是高人，不过有一点不明白，当运放正相端输入是1V，是根据运放的特性VIN+=VIN-，使反相输入被拉到1V，从而迫使运放输出等于0V吗？此时的基准分压使得正好1V,当输入=5V时活大于1V时也是迫使输入等于输出的嘛?大侠选的电阻太巧妙了，输入等于输出的时候，R2上的分压是0

作者: alias 时间: 2013-8-2 19:54
本帖最后由 alias 于 2013-8-2 20:07 编辑

>> 当运放正相端输入是1V，是根据运放的特性VIN+=VIN-，使反相输入被拉到1V，从而迫使运放输出等于0V吗？

是运放输出等于0V从而迫使反相输入被拉到1V，达到VIN+=VIN-的运放输入要求。因为这情况下正正符合了VIN+=VIN-，所以运放就不再去改变输出电压。

注意：运放并不能控制正相或反相端电压，它只可以输出某一个电压，是我们用元件把这电压(全部或部份)接到正/反相端，当运放改变输出电压时，如某一电压下VIN+=VIN-，运放就不再去改变输出电压。很多时运放就算输出它能输出的所有电压，都不能令VIN+=VIN-，这时运放输出便停滞在最高或最低值。

作者: song77 时间: 2013-8-2 20:09
理论计算的灰常好，但是要注意在实际使用时，TL431的K输出端要并联一个10uF的电容，运放不要用LM358，温漂太大。

作者: jiangzhimin 时间: 2013-8-2 21:27

alias 发表于 2013-8-2 19:54
>> 当运放正相端输入是1V，是根据运放的特性VIN+=VIN-，使反相输入被拉到1V，从而迫使运放输出等于0V吗？

...

alias 大侠，你的每个总结都说的深刻，我是一直在运放的表面游回啊.没有抓住运放的根本，可是你说的运放输出等于0V，从而迫使反相输入被拉到1V，
一开始同相端输入=1V，运放的反相端我们还没确定它的输入数多少，电路还没稳定，输出是应该是未知的。你怎么就确定运放的输出是0呢。
这不是和你说的：它只可以输出某一个电压，是我们用元件把这电压(全部或部份)接到正/反相端，当运放改变输出电压时，如某一电压下VIN+=VIN-，运放就不再去改变输出电压。
在输出变成0V之前需要个稳定过程才变成0V啊，但此图当电压大于1V时候，R2元件是0v等于没接什么反馈，
仔细研究你说的话，后产生的疑问

作者: zuu0 时间: 2013-8-2 21:32
再来个0-5V转1-5V的，怎么样？

作者: Wxy8030 时间: 2013-8-2 21:57
直接加个250欧姆的电阻得了！

AD直接采样 1到5V 就OK，干吗要放大到0到5V ？有多大区别？你这个电路误差大不说，还要增加两电源，得不偿失！

作者: 完美幸 时间: 2013-8-2 22:00

Wxy8030 发表于 2013-8-2 21:57
直接加个250欧姆的电阻得了！

AD直接采样 1到5V 就OK，干吗要放大到0到5V ？有多大区别？你这个电路误差 ...

感觉说的也是！

作者: alias 时间: 2013-8-2 22:46
>>一开始同相端输入=1V，运放的反相端我们还没确定它的输入数多少，电路还没稳定，输出是应该是未知的。你怎么就确定运放的输出是0呢。

假如输出不是0V, 那将会是 0~9V 之间的任意值，这样运放的反相端电压必然会高於 1V。但运放的另一特性是如果反相端电压高於同相端，运放输出电压便会一直减小，当减小到0V时，Vin-=Vin+ 成立，所以运放就不再去改变输出电压。

作者: kevin_me 时间: 2013-8-2 23:42
mark 模电不牢固好好看看2楼的电路图

作者: alias 时间: 2013-8-2 23:52
本帖最后由 alias 于 2013-8-2 23:53 编辑

回16楼：再来个0-5V转1-5V的，怎么样？

电路都是大同小异的，元件值我就特别抹去了，有兴趣的自己弄一下更好。

[attach]129466[/attach]

作者: jiangzhimin 时间: 2013-8-3 08:39
>>假如输出不是0V, 那将会是 0~9V 之间的任意值，这样运放的反相端电压必然会高於 1V。
9V是随意说的嘛，还是有一定的根据来的，
楼上更新太快了，第一个弄明白点，第二个就出来了，没有参数有点难啊，对我这模拟差的，希望给点提示或参数

作者: divineliu 时间: 2013-8-3 09:52
二楼用的LTSpice这个东西不错，速度快，操作也顺手。
我也蛮喜欢的。

作者: alias 时间: 2013-8-3 12:27
>>9V是随意说的嘛，还是有一定的根据来的

有没有留意在2楼的运放供电是9V？当然准确来说9V供电下的LM358并不能输出9V，接近8~9V吧。

作者: wjun1987 时间: 2013-8-4 10:55

Wxy8030 发表于 2013-8-2 21:57
直接加个250欧姆的电阻得了！

AD直接采样 1到5V 就OK，干吗要放大到0到5V ？有多大区别？你这个电路误差 ...

网上看到的论述分享一下
“如果按照4~20mA输入电流转换到最大5V电压来分析，零点的时候恰好就是1V，这个1V在单片机资源足够的时候，可以由单片机软件去减掉它。可是这样一来。其有用电压就会剩下5-1=4V而不是5V了。由于单片机的A／D最大输入电压就是单片机的供电电压，这个电压通常就是5V，因此，处理这种简单的输入转换电路时比较麻烦。为了达到A／D转换的位数，就会导致芯片成本增加。”

作者: 610570143 时间: 2013-8-4 17:48
本帖最后由 610570143 于 2013-8-4 17:53 编辑

alias 发表于 2013-8-2 23:52
回16楼：再来个0-5V转1-5V的，怎么样？

电路都是大同小异的，元件值我就特别抹去了，有兴趣的自己弄一下更 ...

请问一下，你为什么把运放换成了OP07?是基于什么样的考虑？看你帖子里面写的，用双电源供电，零点更准确？

[attach]129801[/attach]
电阻参数随便选的……

[attach]129802[/attach]

作者: alias 时间: 2013-8-4 18:34
>> 把运放换成了OP07?是基于什么样的考虑？

那电路是几年前我仿真过的，并不是因 16楼提出才作的。那时用了 OP07，所以我没改亦毋须更改。

>> 看你帖子里面写的，用双电源供电，零点更准确？

这个转换电路用单电源是很难做到的，所以用双电源供电。

作者: 610570143 时间: 2013-8-4 20:39

alias 发表于 2013-8-4 18:34
>> 把运放换成了OP07?是基于什么样的考虑？

那电路是几年前我仿真过的，并不是因 16楼提出才作的。那时用 ...

嗯，非常感谢！

作者: alias 时间: 2013-8-4 21:23
还有一点是这电路有多於一个解答。

在我 21楼的电路元件值是假设 R1.R6.R7 共通点的电压(Vx)不变，有别於你所用的元件值。你电路中的 R2.R3.R4 共通点(Vy)变化在0~5V输入时有1V之改变。

我对此二电路做了比较，你的元件值优於我选用的，因为输出误差(图中红线,绿线)比较小及不会随输入改变。

[attach]129830[/attach]

作者: alias 时间: 2013-8-5 08:00
@610570143，

请你试一试仿真以下的电路。

[attach]129894[/attach]

作者: fxw7720268 时间: 2013-8-5 08:14
过来学习下。

作者: fiddly 时间: 2013-8-5 08:31
学习了运放! alias大侠讲的通俗易懂啊！

作者: CK345 时间: 2013-8-5 08:40
kankan

作者: xianqiquan 时间: 2013-8-5 22:26
好好学习学习

作者: zuu0 时间: 2013-8-6 17:30
你们都好奢侈！！[attach]130251[/attach]

作者: 气球 时间: 2013-8-6 17:44

作者: alias 时间: 2013-8-6 19:20
你试一下电路带载下的表现，10K或高至100K，你就知要加一个运放电压跟随器。

作者: 完美幸 时间: 2013-8-7 12:24

alias 发表于 2013-8-6 19:20
你试一下电路带载下的表现，10K或高至100K，你就知要加一个运放电压跟随器。 ...

运放电压跟随器起到带载的作用吗？

作者: alias 时间: 2013-8-7 12:35
本帖最后由 alias 于 2013-8-7 12:45 编辑

完美幸发表于 2013-8-7 12:24
运放电压跟随器起到带载的作用吗？

刚好相反。就是因为那电路不能带载，所以要用运放电压跟随器。

作者: zuu0 时间: 2013-9-1 21:06
本帖最后由 zuu0 于 2013-9-1 21:12 编辑

我好像在市场上没看到过125，250之类电阻

作者: jz701209李 时间: 2013-9-2 17:18
学习一下,........

作者: justSaar 时间: 2013-9-2 17:51
很好 ding

作者: bailao99 时间: 2013-10-14 11:06
本帖最后由 bailao99 于 2013-10-14 11:19 编辑

alias 发表于 2013-8-4 21:23
还有一点是这电路有多於一个解答。

在我 21楼的电路元件值是假设 R1.R6.R7 共通点的电压(Vx)不变，有别於 ...

第2个电路真的管用吗？俺4mA仿真结果怎么就不对呢？20mA是确实输出5V
电路图如下，请指教。
[attach]145118[/attach]

作者: bailao99 时间: 2013-10-14 11:12

bailao99 发表于 2013-10-14 11:06
第2个电路真的管用吗？俺4mA仿真结果怎么就不对呢？
电路图如下，请指教。 ...

再加一个OP07的图，也是4mA时输出不对，电路图与仿真结果如下：
[attach]145120[/attach]

作者: bailao99 时间: 2013-10-14 11:17

bailao99 发表于 2013-10-14 11:12
再加一个OP07的图，也是4mA时输出不对，电路图与仿真结果如下：

还有一个4mA输出不对的电路，图和仿真结果如下：
一并贴出来请教好了！
[attach]145123[/attach]

作者: alias 时间: 2013-10-14 14:30
本帖最后由 alias 于 2013-10-14 14:54 编辑

仿真结果不相同，原因有一千个，但用镜子就能很快找出原因。

答案就在【21楼】。把那楼的第一句念十扁，你就得成正果。

作者: stevenniu500 时间: 2013-10-16 16:37
讲的很不错！

作者: jetbo 时间: 2013-10-16 16:53
mark,学习了

作者: hyghyg1234 时间: 2013-10-16 16:58
alias 运放理解的很深刻

作者: alextime 时间: 2013-10-23 09:45
没看懂回去补补课再来看

作者: WillFeng 时间: 2013-10-25 10:15

zuu0 发表于 2013-8-6 17:30
你们都好奢侈！！

这个要顶！

作者: xjsevenxy 时间: 2013-10-25 10:23

song77 发表于 2013-8-2 20:09
理论计算的灰常好，但是要注意在实际使用时，TL431的K输出端要并联一个10uF的电容，运放不要用LM358，温漂 ...

高手！！！！

作者: fengye2009 时间: 2014-2-5 22:58

我好像在市场上没看到过125，250之类电阻

有个这个规格的电阻，125、250、500R，1%精度，插件封装。上淘宝搜一下就出来了。

作者: guoj 时间: 2014-2-6 09:53
模电很重要啊

作者: speedway 时间: 2014-2-6 20:56
mark，学习了，谢谢alias大虾。

作者: divineliu 时间: 2014-2-6 21:42

Wxy8030 发表于 2013-8-2 21:57
直接加个250欧姆的电阻得了！

AD直接采样 1到5V 就OK，干吗要放大到0到5V ？有多大区别？你这个电路误差 ...

我觉得也是如此。
再说4mA以下的输出也有用的时候。

作者: 完美幸 时间: 2014-2-7 14:35

divineliu 发表于 2014-2-6 21:42
我觉得也是如此。
再说4mA以下的输出也有用的时候。

谁说要AD采集了？

作者: divineliu 时间: 2014-2-7 17:35

完美幸发表于 2014-2-7 14:35
谁说要AD采集了？

完全不是为了采集的话就另当别论了。
呵呵！

作者: jackwang123 时间: 2014-2-7 19:06

alias 发表于 2013-7-31 23:04
以下电路给你参考。

先把4~20mA经由 R6 250欧变为1~5V（图中红线），再用运放移位放大，得到 0~5V（图中 ...

保存了

作者: NC_Zyang 时间: 2014-2-7 21:55

bailao99 发表于 2013-10-14 11:12
再加一个OP07的图，也是4mA时输出不对，电路图与仿真结果如下：

朋友，你这个解决没有呢、我也没弄出来。

作者: bailao99 时间: 2014-2-8 09:28

alias 发表于 2013-10-14 14:30
仿真结果不相同，原因有一千个，但用镜子就能很快找出原因。

答案就在【21楼】。把那楼的第一句念十扁，你 ...

不好意思，仿真结果是输入0-20mA，输出对应1-5V。是不是这个结果？

作者: 华仔 时间: 2014-2-20 15:25
分析得出计数公式 VO=125/100(Vin-1)

作者: dlls 时间: 2014-2-24 20:38

alias 发表于 2013-7-31 23:04
以下电路给你参考。

先把4~20mA经由 R6 250欧变为1~5V（图中红线），再用运放移位放大，得到 0~5V（图中 ...

这是什么仿真软件

作者: tmy 时间: 2014-3-19 10:53
学习运放中！！！！

作者: guke 时间: 2014-3-22 00:36

Wxy8030 发表于 2013-8-2 21:57
直接加个250欧姆的电阻得了！

AD直接采样 1到5V 就OK，干吗要放大到0到5V ？有多大区别？你这个电路误差 ...

哈哈，曾经为了采用这种办法，专门找了千分之一精度的精密电阻来破解这个，so easy。。。

作者: andmain999 时间: 2014-5-31 15:45
学习学习。。

作者: liangbmw 时间: 2014-5-31 16:47
xx学习啊啊啊

作者: 烂泥桑 时间: 2014-6-4 13:42
运放刘明

作者: hncjs 时间: 2014-11-19 17:04
学习了，不错呀

作者: utopianism 时间: 2014-11-19 19:28
mark,学习了，谢谢各位！

作者: huqinglun 时间: 2014-11-26 22:28
好好学习，天天向上！

作者: 305546594 时间: 2016-1-25 12:42
有没有搭建电路实测过，都在纸上谈兵

作者: ggaaoo 时间: 2016-1-25 22:15

alias 发表于 2013-7-31 23:04
以下电路给你参考。

先把4~20mA经由 R6 250欧变为1~5V（图中红线），再用运放移位放大，得到 0~5V（图中 ...

必须用双电源，单电源无法输出0

作者: circle_head 时间: 2016-11-10 15:39
这个对250欧的采样电阻有什么特殊要求吗？

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