微控制器如何輸出4 20ma電流訊號?

2021-10-13 22:28:42 字數 1001 閱讀 2278

如上圖所示,是乙個壓控恆流源(vccs),vs1來自微控制器dac引腳的模擬電壓訊號。經過r1,c1組成的低通濾波器進行濾波後送往運放,從伯德圖中可以看出該濾波器在-3db增益處對應的截止頻率為1.59k,足以用來濾除高頻數字干擾訊號。

運放在深度負反饋條件下具有虛短的特性,dac訊號進入運放的同相輸入端後,運放會控制輸出,通過反饋迴路使得反向輸入端電壓逼近同相輸入端電壓,最後保持相等。

這個過程中三極體進入線性區,ic電流逐漸變大,流過電阻r3的電流增大,r3兩端電壓也隨之增大,最終運放反向輸入端電壓等於同相輸入端電壓,電路進入穩定狀態。

電路中電阻r2,r3,三極體t1,和輸出引腳(連線電流錶)為串聯連線。因此流過電阻r3的電流就是微控制器dac輸出電壓所對應的電流值(如:r3=100歐姆時0.4v對應輸出電流4ma),所以只需要控制微控制器dac輸出電壓範圍,就能夠保證電路穩定輸出4-20ma電流。

下圖為dac輸出電壓在0.4v-2v之間變化時電路輸出電流**圖。從圖中可以看出在**軟體中該電路的電流線性度較好。

通過改變r3的引數可更改dac電壓範圍(如:r3=150ω時,adc∈[0.6,3])。電路中乙個引數的改變,往往會影響到電路的整體,可謂是牽一髮而動全身,為了便於觀察某個引數的變化對其它引數的影響,這裡使用mathcad軟體,對電路引數進行了詳細的計算。如下圖所示。

4 20mA輸入 1 5V輸出的I V轉換電路

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