电压电流转换器
ldo 和dcdc的区别
LDO的选择
当所设计的电路对分路电源有以下要求：
1． 高的噪音和纹波抑制；
2． 占用PCB板面积小，如手机等手持电子产品；
3． 电路电源不允许使用电感器，如手机；
4． 电源需要具有瞬时校准和输出状态自检功能；
5． 要求稳压器低压降，自身功耗低；
6． 要求线路成本低和方案简单；
此时，选用LDO是最恰当的选择，同时满足产品设计的各种要求。
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总的来说，升压是一定要选DCDC的，降压，是选择DCDC还是LDO，要在成本，效率，噪声和性能上比较。
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LDO体积小，干扰较小，当输入与输出电压差较大的化，转换效率低。
如果输入电压和输出电压很接近，最好是选用LDO稳压器，可达到很高的效率。所以，在把锂离子电池电压转换为3V输出电压的应用中大多选用LDO稳压器。虽说电池的能量最後有百分之十是没有使用，LDO稳压器仍然能够保证电池的工作时间较长，同时噪音较低。如果输入电压和输出电压不是很接近，就要考虑用开关型的DCDC了，应为从上面的原理可以知道，LDO的输入电流基本上是等于输出电流的，如果压降太大，耗在L意思是直流变（到）直流（不同直流电源值的转换），只要符合这个定义都可以叫DCDC转换器，包括LDO。但是一般的说法是把直流变（到）直流由开关方式实现的器件叫DCDC。
LDO是低压降的意思，这有一段说明：低压降（LDO）线性稳压器的成本低，噪音低，静态电流小，这些是它的突出优点。它需要的外接元件也很少，通常只需要一两个旁路电容。新的LDO线性稳压器可达到以下指标：输出噪声30μV，PSRR为60dB，静态电流6μA，电压降只有100mV。LDO线性稳压器的性能之所以能够达到这个水平，主要原因在于其中的调整管是用P沟道MOSFET，而普通的线性稳压器是使用PNP晶体管。P沟道MOSFET是电压驱动的，不需要电流，所以大大降低了器件本身消耗的电流；另一方面，采用PNP晶体管的电路中，为了防止PNP晶体管进入饱和状态而降低输出能力， 输入和输出之间的电压降不可以太低；而P沟道MOSFET上的电压降大致等于输出电流与导通电阻的乘积。由於MOSFET的导通电阻很小，因而它上面的电压降非常低。
180KHz 60V 5A开关电流升压 升降压型DC-DC转换器 XL6019说明书
180KHz 60V 5A 开关电流升压/升降压型DC-DC转换器XL6019特点⏹5V到40V宽输入电压范围⏹单个反馈引脚控制正或负输出电压⏹电流模式控制提供出色的瞬态响应⏹ 1.25V输出电压采样电压⏹固定180KHz开关频率⏹最大5A开关电流⏹SW内置过压保护功能⏹出色的线性与负载调整率⏹EN脚TTL关断功能⏹内置功率MOS⏹94%以上转换效率⏹内置频率补偿功能⏹内置软启动功能⏹内置热关断功能⏹内置限流功能⏹TO263-5L封装应用⏹EPC/笔记本车载适配器⏹升压、升降压转换⏹手持式设备供电描述XL6019是一款专为升压、升降压设计的单片集成电路，可工作在DC5V到40V输入电压范围，低纹波，内置功率MOS。
XL6019内置固定频率振荡器与频率补偿电路，简化了电路设计。
PWM控制环路可以调节占空比从0~90%之间线性变化。
内置过电流保护功能与EN脚逻辑电平关断功能。
图1. XL6019封装180KHz 60V 5A 开关电流升压/升降压型DC-DC 转换器 XL6019引脚配置FB SW EN GNDVIN 12345TO263-5L图2. XL6019引脚配置表1.引脚说明引脚号 引脚名 描述1 GND 接地引脚。
2 EN 使能引脚，低电平关机，高电平工作，悬空时为高电平。
3 SW 功率开关输出引脚，SW 是输出功率的开关节点。
4 VIN 电源输入引脚，支持5V 到40V DC 范围电压输入，需要在VIN 与GND 之间并联电解电容以消除噪声。
5FB输出电压采样引脚，FB 参考电压为1.25V 。
180KHz 60V 5A 开关电流升压/升降压型DC-DC 转换器 XL6019方框图3.3V Regulator 1.25V ReferenceSWGND3.3V 1.25VEACOMPOscillator 180KHzDriverFBOVPNDMOSENOCPRS LatchThermal ShutdownSlop CompensationPhase CompensationUVLOSoft StartVIN图3. XL6019方框图典型应用XL6019C1105VIN41253GNDVINSWEN ON OFF Boost Converter Input 12V ~ 22V Output 24V / 1.5AVOUT=1.25*(1+R2/R1)D1 MBRD1045R12.7K 1%COUT220uF/35VR249.9K 1%CIN220uF/35VC2105FB图4. XL6019系统参数测量电路180KHz 60V 5A开关电流升压/升降压型DC-DC转换器XL6019订购信息产品型号打印名称封装方式环保认证包装类型XL6019E1 XL6019E1 TO263-5L RoHS & HF 800只每卷绝对最大额定值（注1）参数符号值单位输入电压Vin -0.3到45 V-0.3到Vin V反馈引脚电压VFB-0.3到Vin V使能引脚电压VEN-0.3到60 V输出开关引脚电压VSW内部限制mW功耗PD热阻(TO263-5L)R JA30 o C/W (结到环境，无外部散热片)最大结温T-40到150 o CJ-40到125 o C操作结温TJ贮存温度范围T-65到150 o CSTG引脚温度(焊接10秒) T260 o CLEADESD (人体模型) >2000 V注1:超过绝对最大额定值可能导致芯片永久性损坏，在上述或者其他未标明的条件下只做功能操作，在绝对最大额定值条件下长时间工作可能会影响芯片的寿命。
buck与boost电路原理
buck与boost电路原理
Buck与Boost电路是两种常用的直流-直流(DC-DC)变换电路，用于调整电压水平。
首先我们来看Buck电路。
Buck电路是一种降压转换器，常用于将较高的直流电压转换
为较低的直流电压。
其原理基于电感储能和电容滤波，通过周期性切断输入电压和导通电流来实现降压功能。
当开关管导通时，电感储能，以增加输出电压；当开关管截断时，电容释放储存能量，以稳定输出电压。
Boost电路则是一种升压转换器，常用于将较低的直流电压升
高到较高的直流电压。
和Buck电路类似，Boost电路也利用
电感和电容来实现电压的变换。
当开关管导通时，电感储能，以增加输出电压；当开关管截断时，电容释放储存能量，以稳定输出电压。
Buck与Boost电路在工业和电子设备中广泛应用。
它们能够
有效地转换电压，提供稳定的电源供应。
同时，这两种电路还可以结合使用，形成更加复杂的DC-DC变换拓扑结构，以满
足更多不同的电压转换需求。
总之，Buck与Boost电路是两种常见的DC-DC变换电路，分
别用于降低和提高电压水平。
它们利用电感和电容的工作原理，实现有效的电压转换。
这两种电路在电子设备中具有重要的应用价值。
运放电压电流转换电路
运放电压电流转换电路1、 0－5V/0－10mA的V/I变换电路图1是由运放和阻容等元件组成的V/I变换电路，能将0—5V的直流电压信号线性地转换成0－10mA的电流信号，A1是比较器．A3是电压跟随器，构成负反馈回路，输入电压Vi与反馈电压Vf比较，在比较器A1的输出端得到输出电压VL，V1控制运放A1的输出电压V2，从而改变晶体管T1的输出电流IL而输出电流IL又影响反馈电压Vf，达到跟踪输入电压Vi的目的。
输出电流IL的大小可通过下式计算：IL＝Vf/(Rw+R7)，由于负反馈的作用使Vi=Vf，因此IL＝Vi/(Rw+R7)，当Rw+R7取值为500Ω时,可实现0－5V/0－10mA的V/I转换，如果所选用器件的性能参数比较稳定，运故A1、A2的放大倍数较大，那么这种电路的转换精度，一般能够达到较高的要求。
2、 0－10V/0－10mA的V/I变换电路图2中Vf是输出电流IL流过电阻Rf产生的反馈电压，即V1与V2两点之间的电压差，此信号经电阻R3、R4加到运放A1的两个输入端Vp与Vn，反馈电压Vf=V1－V2，对于运放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)，依据Vf＝V1-V2及上式可推导出：若式中R1＝R2＝100kΩ，R1＝R4=20kΩ，则有：Vf×R1＝Vi×R4，得出：Vf＝R4/R1×Vi＝1/5Vi，如果忽略流过反馈回路R3、R4的电流，则有：IL＝Vf/Rf＝Vi/5Rf，由此可以看出．当运放的开环增益足够大时，输出电流IL与输入电压Vi满足线性关系，而且关系式中只与反馈电阻Rf的阻值有关．显然，当Rf ＝200Ω时，此电路能实现0－10v/0－10mA的V/I变换。
信号转换器原理
信号转换器原理信号转换器，又称信号调理器或信号调理设备，是一种电子设备，其主要功能是将一种类型的信号转换为另一种类型，以便于信号的传输、处理、记录或显示。
信号转换器广泛应用于各种电子系统和仪器中，如通信系统、测量仪器、控制系统等。
本文将详细介绍信号转换器的原理，包括信号转换的必要性、信号转换器的类型和工作原理。
一、信号转换的必要性在电子系统中，信号往往需要在不同的电路或设备之间传输。
由于不同电路或设备的电气特性、信号幅度、阻抗等可能存在差异，直接连接可能导致信号失真、衰减或无法传输。
此外，信号处理、记录和显示设备往往对输入信号有一定的要求，如幅度范围、阻抗匹配等。
因此，为了实现信号在不同电路或设备之间的有效传输和满足后续处理要求，需要对信号进行转换。
二、信号转换器的类型信号转换器可根据转换的信号类型和转换原理进行分类。
常见的信号类型包括电压信号、电流信号、频率信号、数字信号等。
以下是一些常见的信号转换器类型：1. 电压-电流转换器（V/I转换器）：将电压信号转换为电流信号。
这种转换器常用于长距离传输，因为电流信号对线路电阻和干扰的敏感性较低。
2. 电流-电压转换器（I/V转换器）：将电流信号转换为电压信号。
这种转换器常用于将传感器的电流输出转换为电压信号，以便于后续处理和显示。
3. 频率-电压转换器（F/V转换器）：将频率信号转换为电压信号。
这种转换器常用于测量和控制系统中，将频率变化转换为电压变化以反映物理量的变化。
4. 模拟-数字转换器（ADC）：将模拟信号转换为数字信号。
ADC广泛应用于各种电子系统中，如数字音频、数字图像处理等，以实现模拟信号的数字化处理和存储。
三、信号转换器的工作原理不同类型的信号转换器具有不同的工作原理。
以下是一些常见信号转换器的工作原理简介：1. 电压-电流转换器（V/I转换器）：V/I转换器通常采用运算放大器和反馈电阻构成。
输入电压信号通过运算放大器放大后，驱动反馈电阻产生输出电流。
直流电压变送器原理
直流电压变送器原理
直流电压变送器是一种用于测量、转换和传输直流电压信号的仪器。
它可以将输入的直流电压转换成与之成正比的电流输出，并且保持输出电流与输入电压的线性关系。
直流电压变送器主要由电路板、放大器和传感器构成。
其中，传感器用于接收待测直流电压信号，并将其转换为电压信号。
接着，这个电压信号经过放大器进行放大处理。
放大器将信号放大到一定程度，为后续电路处理提供足够的信号强度。
接下来，放大后的信号经过电路板进行AD转换，即模拟信号转换为数字信号。
这样的转换有助于减少数据传输中的误差和干扰。
转换后的数字信号可以通过通信接口（如RS485、HART等）传输给监控系统或其他设备。
此外，直流电压变送器还具有温度补偿功能。
由于温度对于电流传感器的输出有一定影响，直流电压变送器通常会在设计中加入温度补偿电路，以提高测量的准确性和稳定性。
总之，直流电压变送器利用传感器、放大器和电路板等组件，将待测直流电压信号转换为与之成正比的电流输出。
通过数字信号传输和温度补偿等技术的应用，可以实现准确、稳定地测量和传输直流电压信号。
IV转换器的设计
无源I/V变换主要是利用无源器件电阻来实现，并加滤波和输出限幅等保护措施
图中R1和C构成无源滤波电路，即RC低通滤波电路，起到滤波的作用；二极管一端加固定电压+5V，在另一端若有加至高于5V电压，在满足二极管一定特性的情况下，二极管将正向导通，所以在这里二极管起到了限幅的作用，输出电压V=R2*I，即可使输入电流转换为电压形式输出。
I/V（电流/电压）转换器的设计
常用的信号转换电路有采样/保持（S/H）电路、电压比较电路、V/f（电压/频率）转换器、f/V（频率/电压）转换器、V/I（电压/电流）转换器、I/V（电流/电压）转换器、A/D（模/数）转换器、D/A（数/模）转换器等。
在自动化测控系统设计中，为了提高系统可靠性，加快研制周期，一般采用DDZ-Ⅱ型和DDZ-Ⅲ型电动组合单元（仪表），实现对非电量如温度、压力、流量、液位、位移等信号的测量，以及各类电动执行器，变频调速器等的输出控制。DDZ-Ⅱ型仪表输出0～10mA标准电流信号。DDZ-Ⅲ型仪表输出4～20mA标准电流信号。大部分微机控制系统外部输入的是模拟电压信号，输出的也是模拟电压信号，因此为了和Ⅱ型、Ⅲ型仪表的输入输出信号相匹配，需要用相应的转换电路实现电压与电流之间的转换。
（2）有源I/V变换
有源I/V变换主要是利用有源器件运算放大器、电阻组成，如图2.2所示。图中利用运算放大器进行对输入信号的放大。如图虚线的左端是将输入电流信号转变为电压信号，输入电流由于电容C的存在使R1两端产生一定的压降，然后由运算放大器实现电压放大，从而完成电流到电压的转换。
比较无源I/V变换和有源I/V变换，有源I/V变换在实际应用中更为广泛，而且可调性强，便于电路的调试，所以设计中选用有源I/V变换完成电流电压转换
模电课程设计(电流电压(IV)转换器的制作与调试)
第一章电流/电压（I/V）转换器的制作与调试1.1设计任务1、将0~10毫安电流信号转换成0~10伏电压信号。
2、分析电路工作过程，了解各元件功能。
3、完成制作与调试。
1.2 总体设计方案电流信号Ii流过电阻R，在电阻R两端产生电压U，运放741对U进行差动放大，使输出电压在一定范围内变化。
接-15V的可调电阻是调零用的，以消除电路的零点误差。
另一个可调电阻是调满度（调放大倍数）用的。
1.3系统分析与设计将输入电流信号转变为电压信号，输入电流Ii使R两端产生一定的压降U，然后由运算放大器集成芯片741实现电压放大，从而完成电流到电压的转换。
差动比例反向端加上电压并联负反馈。
电压并联负反馈电路常用于输入为高内阻的电流源信号，而要求输出为低内阻的电压信号，所以常用于电流-电压变换器。
接-15V的电压，经过电位器W1对整个电路进行调零，消除零点误差。
调零后，调节电位器W2对差动放大比例进行调节，使输出电压在0~10V，将0~10mA电流转化成0~10V电压。
1.4元器件清单、仪器仪表清单、总电路图1.4.1 明确设计电路，选择仪器，仪表表1-1 仪器仪表清单表1-2 元器件清单1.4.2确定总电路图电路采用集成运算放大器的深度负反馈电路。
电路原理图如图1-1所示。
图1-1电流/电压（I/V）转换器电路图1.5系统安装、调试与参数测量1.5.1 系统安装1、根据电路图1-1，在电路板上连接实物。
2、准备焊接工具，摆放材料。
3、根据电路图布线，焊接（防止虚焊，漏焊）。
4、接线时注意，放大器7引脚接+15V，4引脚接-15V，电位器接地线注意连接时不出错，调零时注意可变电阻电位器的调试，不要将器件调坏，连接时注意电阻阻值，严格按照电路图连接。
5、测试是否成功，并检测试验参数。
1.5.2 系统调试电路的调试：首先进行运放的调零，将输入信号接地，调节电位器W1使得输出也为零，改变输入电流的值，观察输出电压随输入的变化而变化，说明电路正常工作，由原理知，输出电压的大小与反馈电阻和输入平衡电阻有关，由于输入输出有一定的范围控制，在理论与实际相结合的情况下分析。
电压转换电流
电流电压转换芯片MAX472一、电流测量方法及其电路实现由于电流不能直接由A/D转换器转换，因此必须先将其转变成电压信号，然后才能转换。
所以，电流/电压转换电流在测试系统中占有很重要的地位。
常用的电流测量方法是在被测电路中串入精密电阻，通过直接采集电阻两端的电压来获取电流。
这种方法的优点是测量简单方便。
但被测电流较大而串入的电阻值又较大时，电阻的压降对电路的带载能力将产生较大的影响；当被测电流很小时，从电阻上直接取得的电压值又可能太小，影响测量准确度。
因而，这种直接测量的方法很难选择一合适的阻值，以适应电流变化范围较大的情况，尤其是较小的电流的准确测量。
MAX472电流/电压转换芯片，克服了常规测量电流的方法存在测量范围小、测量误差大等缺点。
二、MAX472的工作原理MAX472 的工作原理入图所示。
其中虚线内的是该芯片的内部结构，其中A1 和A2 是两个运算放大器，构成差动输入，这样可以增强抗干扰能力，提高小电流信号的测量准确度；Q1和Q2 是两个三极管；COMP 是一比较器；Rsence是电流采样电阻，采用热稳定性好、漂移小的康铜丝制作。
虚线外的部分是用户可以根据自己的需要改变的电路。
其工作原理详述如下：假定电流是从左向右（如图中iload方向所示）流过电流采样电阻Rsence,通过一电阻Rout接地。
这样，运放A1工作，产生电流Iout 从Q1的发射极流出。
而此时运放A2是截止的，没有电流从Q2流出。
A1的负载输入端（-）电位为：Vpower=iload*Rsence,A1的开环增益使其正输入端（+）与负输入端（+）有相同的电位。
故RG1的压降为：iload*Rsence，经过计算，电压/电流转换的比例P由下式给出：P=Vout/iload=Rsence*(Rout/RG1)根据上式Rsence取较小的值。
通过(Rout/RG1)把比例P设置为一个合适的值。
对于小电流，可以获得较大的输出测量电压Vout，避免前述直接测量电流信号太小的缺点；对于较大的电流，又不会对电路的带载能力产生较大的影响。
acdc转换器工作原理
acdc转换器工作原理
AC/DC转换器是一种将交流电转换为直流电的电子设备。
它在现代电力系统中起着重要的作用，常被用于电子设备和电力系统中的直流供电。
AC/DC转换器的工作原理包括整流、滤波和稳压等过程。
AC/DC转换器的第一个步骤是整流，即将交流电转换为直流电。
交流电是一种周期性变化的电流，而直流电是一种恒定的电流。
为了将交流电转换为直流电，AC/DC转换器使用了整流器。
整流器通过使用二极管等元件，将交流电的负半周或正半周削弱或剥离，从而使电流变为单向的。
这样，我们就得到了一个近似于直流电的电流。
接下来，AC/DC转换器的第二个步骤是滤波，即对经过整流后的电流进行平滑处理，以消除残余的交流成分。
滤波器一般由电容器组成，它可以存储电荷并平滑电流波动。
通过在电容器上充电和放电的过程，滤波器可以消除电流中的脉动，从而得到稳定的直流电。
AC/DC转换器的第三个步骤是稳压，即对经过滤波后的电流进行稳定输出。
稳压器一般由稳压器芯片或电路组成，它可以根据输入电压的变化来调整输出电压，以保持输出电压的稳定性。
稳压器可以根据需要提供不同的输出电压，以满足不同电子设备的需求。
总体而言，AC/DC转换器通过整流、滤波和稳压等过程，将交流电转换为直流电。
它的工作原理可以简单概括为将交流电转换为近似直流电的过程，并通过滤波和稳压来获得稳定的直流电输出。
AC/DC转换器在现代电力系统中具有广泛的应用，它不仅为各种电子设备提供了稳定的直流供电，还在电力系统中起到了重要的作用。
通过了解AC/DC转换器的工作原理，我们可以更好地理解和应用这一关键的电子设备。
XTR110中文手册
XTR110
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精密电压电流转换器/变送器
XTR110
5
应用程序信息 图 1 显示了 0 至 10V 输入和 4 至 20mA 输出所需的基本连接。其他输入电压
和输出电流范围需要改变引脚 3、4、5、9 和 10 的连接，如图 1 的表格所示。
XTR110 的完整传递函数为： 是内部 50Ω 电阻器。Rg，当如图 1 所示连接时。如下所述，一个外部
=
/16 + /4 + /2
(3)
此电压的负电压不应超过-0.5V。如有必要，可将箝位二极管从负电压输入
端连接到公共端，以箝位输入电压。
公共（接地）
应注意公共（接地）的正确连接。所有的公共连接点应尽可能靠近 XTR110 的
引脚 2。低反馈是一个例外，它可以返回到任何一点，在那里它将不控制引脚 2
电压型与电流型Buck变换器的分析比较
电流型buck变换器的特点
输出电压稳定
输入输出隔离
电流型buck变换器通过控制电感电流来调 节输出电压，具有较好的电压调整率和负 载调整率，能够实现输出电压的稳定。
电流型buck变换器采用变压器或电感作为 隔离元件，实现了输入和输出之间的电气 隔离，提高了安全性。
易于实现多路输出
开关频率固定
电流型buck变换器可以通过多个开关管和 电感的组合，实现多路输出，满足多路供 电需求。
通信电源
通信设备需要稳定的电源供应，电流型buck变换器能够提供稳定 的输出电压，适用于通信电源中。
03
电压型与电流型buck变 换器的比较
性能比较
电压型buck变换器 输出电压稳定，控制简单。 负载调整率较高，输出电压纹波较小。
性能比较
01
对输入电压变化敏感，需要额外的电压反馈环路。
02
电流型buck变换器
电流型buck变换器
定义与工作原理
定义
电流型buck变换器是一种通过控制电感电流来调节输出电压的电源转换器。
工作原理
电流型buck变换器采用电感作为储能元件，通过控制电感的电流来调节输出电压 。当开关管导通时，电感电流增加，电能被储存于电感中；当开关管关断时，电 感电流减小，输出电压的极性发生改变，从而实现电压的降低。
由于输出滤波器的作用，电压 型buck变换器的输出电流能力
相对较低。
电压型buck变换器的应用场景
电池供电设备
电压型buck变换器广泛应用于各种 电池供电设备中，如手机、平板电脑 等。
分布式电源系统
在分布式电源系统中，电压型buck变 换器可以用于将较高直流母线电压转 换为较低的直流输出电压。
霍尔电流传感器常用的信号转换电路
霍尔电流传感器常用的信号转换电路霍尔电流传感器常用的信号转换电路有采样/保持（S/H）电路、电压比较电路、V/f（电压/频率）转换器、f/V（频率/电压）转换器、V/I （电压/电流）转换器、I/V（电流/电压）转换器、A/D（模/数）转换器、D/A（数/模）转换器等。
采样/保持（S/H）电路具有采集某一瞬间的模拟输入信号，根据需要保持并输出采集的电压数值的功能。
这种电路多用于快速数据采集系统以及一切需要对输入信号瞬时采样和存储的场合，如自动补偿直流放大器的失调和漂移、模拟信号的延迟、瞬态变量的测量及模数转换等。
模拟电压比较电路是用来鉴别和比较两个模拟输入电压大小的电路。
比较器的输出反映两个输入量之间相对大小的关系。
比较器的输入量是模拟量，输出量是数字量，所以它兼有模拟电路和数字电路的某些属性，是模拟电路和数字电路之间联系的桥梁，是重要的接口电路。
可用作鉴零器、整形电路，其中窗口比较电路的用途很广，如在产品的自动分选、质量鉴别等场合均用到它电流传感器(current sensor)、霍尔传感器,Hall sensor。
V/f（电压/频率）转换器能把输入信号电压转换成相应的频率信号，广泛地应用于调频、调相、模/数转换器、数字电压表、数据测量仪器及远距离遥测遥控设备中。
f/V（电压/频率）转换器把频率变化信号线性地转换成电压变化信号。
广泛地应用于调频、调相信号的解调等。
V/I（电压/电流）转换器的作用是将电压转换为电流信号。
例如，在远距离监控系统中，必须把监控电压信号转换成电流信号进行传输，以减少传输导线阻抗对信号的影响。
I/V（电流/电压）转换器进行电流、电压信号间的转换。
例如，对电流进行数字测量时，首先需将电流转换成电压，然后再由数字电压表进行测量。
在用光电池、光电阻作检测元件时，由于它们的输出电阻很高，因此可把他们看作电流源，通常情况下其电流的数值极小，所以是一种微电流的测量。
随着激光、光纤技术在精密测量仪器中的普及应用，微电流放大器越来越占有重要的位置电压传感器,(voltage sensor)。
电流转换电压电路
电流转换电压电路
电流转换电压电路是一种电路，可以将电流信号转换为电压信号。
这种电路常常被应用于测量和控制领域，可以将电流信号转换成容易处理的电压信号。
电流转换电压电路通常由一个电阻、一个运算放大器和一个负载组成。
电流信号通过电阻连接运算放大器的正输入口，电阻的两端产生的电压信号会被放大器放大，输出一个相应的电压信号。
下面我们来简要介绍一下电流转换电压电路的原理和特点。
原理：
电流转换电压电路的原理基于欧姆定律和基尔霍夫电压定律。
欧姆定律告诉我们，电流和电阻成正比；基尔霍夫电压定律告诉我们，电路中各个元件前后两端的电压之和为零。
在电阻中通过的电流可以表示为I=V/R，其中I表示电流，V表示电压，R表示电阻。
电阻两端的电压可以表示为V=IR，根据基尔霍夫电压定律，电路中各个元件前后两端的电压之和为零，可以表示为V1+V2+V3+...+Vn=0。
特点：
(1) 电流转换电压电路可以将电流信号转换为电压信号，便于后续的处理和控制。
(2) 电流转换电压电路的输出信号稳定性好，信噪比高，可以达到精确的测量效果。
(3) 在电流转换电压电路中，电阻值的大小会影响输出电压的大小，因此要选用合适的电阻。
(4) 电流转换电压电路需要电源，且对电源的需求较高，需要一个稳定的电源。
(5) 运算放大器的贡献很大，因此需要选择一个性能较好的运算放大器，以保证电路的准确性和可靠性。
电流转电压模块04-20mA转0-3.3V5V10V电压变送器模块 信号转换
产品简介：
在电路信号传输的过程中电压信号会随着传输距离的增加而变弱，采用电流传输可以避免信号的变弱。
本模块用于电流信号传输末端，将信号转换成电压信号供单片机检测。
电流输入支持4-20Ma、0-20mA，电压输出支持0-3.3V 0-5V 0-10V。
产品亮点：
供电电压范围宽，输出电压支持多个量程；
零点和满量程都里可以自行调节；
稳定性高，线性度好，工业级；
电流信号采样电阻采用高精度色环电阻，精度高，温漂小，功率大。
使用说明：
1. 模块按定义接线，供电电压7-36V（若输出要到10V，供电电压必须大于12V）
2. 上电后，D2灯应当亮，否则请检查线连接。
板子带反接保护，反接不烧。
3. 当电流输入为最小值（0mA或4mA）时，调整ZERO电位器，使VOUT输出为最小值（0.0V或其他电压）
4. 当电流输入为最大值（20mA）时，调节SPAN电位器，使VOUT输出为最大值（3.3V或5V或10V，当输入是4-20ma时，输出最小可以到2.5V）。
根据您的需求，通过跳线帽选择相应的量程：
4--20ma：
0--2.5V范围： J1 1、2脚短接，3、4脚短接
0--3.3V范围： J1 1、2脚断开，3、4脚断开
0--5.0V范围： J1 1、2脚短接，3、4脚短接
0--10.0V范围：J1 1、2脚短接，3、4脚断开
0--20ma：
0--3.3V范围： J1 1、2脚短接，3、4脚短接
0--5.0V范围： J1 1、2脚短接，3、4脚短接
0--10.0V范围：J1 1、2脚短接，3、4脚断开
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180KHz 40V 12A开关电流降压型DC-DC转换器说明书
180KHz 40V 12A 开关电流降压型DC-DC转换器XL4016特点⏹推荐操作电压范围8V~36V ⏹输出电压从1.25V到32V可调⏹最大占空比100%⏹最小压降0.3V⏹固定180KHz开关频率⏹最大12A开关电流⏹内置功率MOS⏹效率高达96%⏹出色的线性与负载调整率⏹内置热关断功能⏹内置限流功能⏹内置输出短路保护功能⏹TO220-5L封装应用⏹LCD电视与显示屏⏹便携式仪器电源⏹通讯设备供电描述XL4016是一款高效降压型DC-DC转换器，固定180KHz开关频率, 可以提供最高12A输出电流能力，具有低纹波，出色的线性与负载调整率特点。
XL4016内置固定频率振荡器与频率补偿电路，简化了电路设计。
PWM控制环路可以调节占空比从0~100%之间线性变化。
内置输出过电流保护功能。
当输出短路时，开关频率从180KHz降至48KHz。
内置补偿模块可以减少外围元器件数量。
图1.XL4016封装180KHz 40V 12A 开关电流降压型DC-DC 转换器 XL4016引脚配置12345VIN SW FB GNDVC TO220-5LMetal Tab SW图2. XL4016引脚配置表1.引脚说明引脚号 引脚名称 描述1 GND 接地引脚。
2 FB 反馈引脚，通过外部电阻分压网络，检测输出电压进行调整，参考电压为1.25V 。
3 SW 功率开关输出引脚，SW 是输出功率的开关节点。
4VC内部电压调节器旁路电容引脚，需要在VIN 与VC 引脚之间连接1个1uF 电容。
5 VIN电源输入引脚，支持DC8V~36V 宽范围电压操作，需要在VIN 与GND 之间并联电解电容以消除噪声。
180KHz 40V 12A 开关电流降压型DC-DC 转换器 XL4016方框图EAGND FB3.3V1.25VEA COMPOscillator180KHz/48KHz3.3V Regulator1.25V ReferenceStart Up LatchCOMP2COMP1DriverThermal ShutdownVINVC SW220mV 200mV20m ΩCurrent LimitPower PMOS1:100020K Ω3.3nFOSP图3. XL4016方框图典型应用XL4016CIN470uF/50VCOUT1000uF/25VR210K R13.3KD1MBR2045C1105C21055312VIN4VOUT=1.25*(1+R2/R1)IOUT=0~12AVIN VCSWGNDFBCC 105CFF 33nFVOUTVIN=8V~20V, VOUT=5V/9A; VIN=20V~36V, VOUT=5V/12A 图4. XL4016系统参数测量电路（VIN=8~36V, VOUT=5V/12A ）180KHz 40V 12A开关电流降压型DC-DC转换器XL4016订购信息产品型号打印名称封装方式包装类型XL4016E1 XL4016E1 TO220-5L 50只每管/ 1000只每盒XLSEMI无铅产品，产品型号带有“E1”后缀的符合RoHS标准。
XL6007 400KHz 60V 2A开关电流升压 升降压型DC-DC转换器说明书
400KHz 60V 2A 开关电流升压/升降压型DC-DC转换器XL6007特点⏹ 3.6V到24V宽输入电压范围⏹集成单反馈引脚的正或负输出电压编程⏹电流模式控制提供出色的瞬态响应⏹ 1.25V基准电压输出可调⏹固定400KHz开关频率⏹最大2A开关电流⏹SW脚内置过压保护功能⏹出色的线性与负载调整率⏹EN脚TTL关机功能⏹内置功率MOS⏹效率高达90%⏹内置频率补偿功能⏹内置软启动功能⏹内置热关断功能⏹内置限流功能⏹SOP8封装应用⏹汽车和工业转换器⏹便携式电子设备描述XL6007稳压器是一种宽输入范围、电流模式DC/DC转换器，能够产生正输出电压或负输出电压。
它可以配置为升压、反激、SEPIC 或反相转换器。
XL6007内置N沟道功率MOSFET和固定频率振荡器，电流模式架构可在宽输入电压范围和输出电压范围内稳定运行。
XL6007稳压器是专为便携式电子设备设计的。
图1.XL6007封装400KHz 60V 2A 开关电流升压/升降压型DC-DC 转换器 XL6007引脚配置XL600713524SWEN FB VIN NC678SW GNDGND图2. XL6007引脚配置表1.引脚说明引脚号 引脚名称 描述1 EN 使能引脚，低电平关机，高电平工作，悬空时为高电平。
2 VIN 电源输入引脚，支持DC3.6V~24V 宽范围电压操作，需要在VIN 与GND 之间并联电解电容以消除噪声。
3 FB 反馈引脚，参考电压为1.25V 。
4 NC 无连接。
5,6 SW 功率开关输出引脚，SW 是输出功率的开关节点。
7,8 GND接地引脚。
400KHz 60V 2A 开关电流升压/升降压型DC-DC 转换器 XL6007方框图EA2.5V Regulator 1.25V ReferenceSWGND2.5V 1.25VEA COMPOscillator400KHzDriverFBOVPNDMOSENOCPRS LatchThermal ShutdownSlop CompensationPhase CompensationUVLOSoft StartVIN图3. XL6007方框图典型应用XL6007C IN 47uf /50VD1 1N5822L 33uh/4AVIN27,8135,6GNDVINSWC1105EN ON OFF Boost Converter Input 12V ~ 16VOutput 18.5V / 0.5A VOUT=1.25*(1+R2/R1)R1 1KC OUTR2 13.8KVOUT 18.5VC2105FB图4. XL6007系统参数测量电路（Boost 转换器）400KHz 60V 2A开关电流升压/升降压型DC-DC转换器XL6007订购信息产品型号打印名称封装方式包装类型XL6007E1 XL6007E1 SOP8 2500/4000只每卷XLSEMI无铅产品，产品型号带有“E1”后缀的符合RoHS标准。
电压电流频率信号转换器温度变送器
0.01 0.02 0.04
%
3KV熔断保护。
标定误差（工厂标定，限固定型） 0.03 0.05 0.1
% 输入（可调型）
3dB带宽
1-10 1-10 1-10 Hz 量程：使用DIL开关以步幅1mV在1-63mV之间进行调节。
使用电位器设置中间数值，约为调整范围的±10%.
输入阻抗，电压（最小）
200 200 200 KΩ 偏移（零点）：使用DIL开关以步幅1mV在-16至15mV之间
需把电压转换为电流）。
50％的测量范围内才有效的（40°C-100 °C）。
电流输出：最低负载400欧姆，标准为0/4-20mA输出，短
2. 如果零点明显偏移（如400-500°C），则所述的误差是按照零点 路保护，过压保护。其他输出也可供货。
开始计算的（0-500°C）。
可 选 ： 频 率 输 出（最 大 20KHz），详 细 请 参 考“模 拟 频
4-20mA V/ISO V/ISO
2-D,13-32V 21-32V/±15V 19-32V
可调 固定 可调
ISOV/I 80
4-20mA/ISO
2-D,13.5-32V
固定
ISOV/I 100
4-20mA/ISO
2-D,13.5-32V
可调
ISO：在输入输出之间进行电隔离，2-D: 4-20mA两线制技术（电源和信号在同一根线上）。
技术参数和精准度等级：精度等级分为A、C和D三级（除特殊说明外，下表中的数值为23°C时的最大值）
常用参数
A
C
D 单位
转换误差（线性度）
0.01 0.02 0.04 %
标定误差（工厂标定，仅限固定型） 0.03 0.05 0.1
电压电流转换器的用途是
电压电流转换器的用途是电压电流转换器是一种电子设备，用于将电流和电压之间相互转换。
它具有广泛的应用，下面我将详细介绍其主要用途。
第一个用途是电力系统中的电压电流转换。
在电力系统中，需要将高电压的能量转换为较低电压的能量，以满足不同设备的电能需求。
转换器可以将高电压传输线上的电能转换为低电压用于各种设备供电，例如家庭用电、工厂设备等。
同时，转换器也可以将低电压的能量转换为高电压，以用于电力传输和长距离供电。
第二个用途是电子设备中的电压电流转换。
很多电子设备的工作原理需要不同电压和电流的输入，因此需要将电源提供的电压电流转换为设备所需的特定值。
转换器可以根据设备的工作要求，将电压电流进行调整和转换，以满足设备的工作需求。
这样可以确保设备正常运行，并且保护设备免受电压过高或过低的损害。
第三个用途是能源转换。
随着可再生能源的快速发展，如太阳能和风能等，转换器在能源转换中起着重要的作用。
这些可再生能源产生的电能一般是直流电，而大部分电器设备使用的是交流电。
因此，需要使用转换器将直流电转换为交流电，以便供应给各种家用电器和工业设备。
此外，转换器还可以将不同类型的能源转换为电能，以实现能源的高效利用。
第四个用途是通信系统中的电压电流转换。
在通信系统中，需要将信号进行放大和转换，以确保信号传输的质量和稳定性。
转换器可以将低电压的信号放大，并将其转换为适用于传输的高电压信号。
同时，转换器还可以将数字信号转换为模拟信号，或者将模拟信号转换为数字信号，以满足不同类型通信设备的工作要求。
第五个用途是科学研究和实验中的电压电流转换。
在科学研究和实验中，经常需要对电压和电流进行精确测量和控制。
转换器可以将高电压和电流信号转换为低电压和电流信号，以便进行精确测量。
同时，转换器还可以将低电压和电流信号转换为高电压和电流信号，用于实验中需要较高能量输入的场景。
综上所述，电压电流转换器是一种重要的电子设备，其用途广泛。
它可以应用于电力系统、电子设备、能源转换、通信系统以及科学研究和实验等领域。
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级《模拟电子技术》课程设计说明书电压电流转换器院、部：电气与信息工程学院学生：指导教师：、职称专业：班级：完成时间：《模拟电子技术》课程设计任务书学院：电气与信息工程学院适应专业：自动化、电气工程及其自动化、通信工程、电子信息工程摘要电压电流转换器是将输入的电压信号转换成电流信号的电路，是电压控制的电流源。
在工业控制和许多传感器的应用电路中,摸拟信号输出时,一般是以电压输出。
在以电压方式长距离传输模拟信号时,信号源电阻或传输线路的直流电阻等会引起电压衰减,信号接收端的输入电阻越低,电压衰减越大。
为了避免信号在传输过程中的衰减,只有增加信号接收端的输入电阻,但信号接收端输入电阻的增加,使传输线路抗干扰性能降低,易受外界干扰,信号传输不稳定,这样在长距离传输模拟信号时,不能用电压输出方式,而把电压输出转换成电流输出。
另外许多常规工业仪表中,以电流方式配接也要求输出端将电压输出转换成电流输出。
V/I转换器就是把电压输出信号转换成电流输出信号,有利于信号长距离传输。
课题所设计的V/I转换器可实现输入为0-5V直流电压，输出为0-10mA的直流电流；输入为0-10V直流电压，输出为0-10mA的直流电流；输入为-10V—+10V直流电压，输出为4-20mA的直流电流。
其中，对于-10V—+10V转换为4-20mA，首先采用一个电压串联负反馈电路，将输入电压放大一定倍数，再采用一个电流串联负反馈电路将电压转换为对应的电流输出。
经过后期测试，设计电路符合课题设计要求。
关键词：电压控制电流源；长距离传输；电压串联负反馈电路；电流串联负反馈电路1.绪论 (1)1.1 设计意义及背景 (1)1.2 设计任务 (1)1.3 设计要求 (1)2 电路设计方案 (2)2.1电压电流转换器电路的主要组成框图 (2)2.2电压电流转换器电路的原理 (2)2.3 电路主要组成结构 (2)2.3.1电压串联负反馈电路 (2)2.3.2 电流串联负反馈基本电路 (3)3 元器件选择及单元电路的参数设计 (4)3.1元器件介绍与选择 (4)3.1.1 UA741C运算放大器 (4)3.1.2运算放大器选择 (4)3.2 单元电路的参数设计 (5)3.2.1 0—5V转换0—10mA电路的参数设计 (5)3.2.2 0—10V转换0—10mA电路的参数设计 (5)3.2.3 -10V—10V转换4—20mA电路的参数设计 (5)3.3 直流稳压电源的设计 (6)3.5.1 设计技术指标 (6)3.5.2 电路的设计 (6)3.5.3 变压器的选择 (7)3.5.4 整流器的选择 (7)3.5.5 电容的选择 (7)3.5.6 电阻的选择 (7)3.5.7 选择三端稳压器 (8)4 电路仿真 (8)4.1 仿真电路图 (8)4.1.1 0—5V转换0—10mA电路仿真图 (8)4.1.2 0—10V转换0—10mA电路仿真图 (8)4.1.3 -10V—10V转换4—20mA电路仿真图 (9)4.2 仿真结果 (9)5 电压电流转换器的组装与调试 (10)5.1 组装 (10)5.1.1 电路原理图的验证 (10)5.2 电路的调试 (11)5.3 误差分析 (13)结束语 (13)参考文献 (14)致 (16)附录1 元器件清单 (18)附录2 电路原理图 (21)附录3 PCB图 (22)附录4 电路实物图 (23)1.绪论1.1 设计意义及背景电压电流转换器是将输入的电压信号转换成电流信号的电路，是电压控制的电流源。
在工业控制和许多传感器的应用电路中,摸拟信号输出时,一般是以电压输出。
在以电压方式长距离传输模拟信号时,信号源电阻或传输线路的直流电阻等会引起电压衰减,信号接收端的输入电阻越低,电压衰减越大。
为了避免信号在传输过程中的衰减,只有增加信号接收端的输入电阻,但信号接收端输入电阻的增加,使传输线路抗干扰性能降低,易受外界干扰,信号传输不稳定,这样在长距离传输模拟信号时,不能用电压输出方式,而把电压输出转换成电流输出。
另外许多常规工业仪表中,以电流方式配接也要求输出端将电压输出转换成电流输出。
V/I转换器就是把电压输出信号转换成电流输出信号,有利于信号长距离传输。
V/I转换器可由晶体管等多种器件组成。
电压/电流转换即V/I转换，是将输入的电压信号转换成满足一定关系的电流信号，转换后的电流相当一个输出可调的恒流源，其输出电流应能够保持稳定而不会随负载的变化而变化。
一般来说，电压电流转换电路是通过负反馈的形式来实现的，可以是电流串联负反馈，也可以是电流并联负反馈。
电流串联负反馈为同相端输入，电流并联负反馈为反相端输入。
0-5V/0-10mA,0-10V/0-10mA并不适用于一般反相端输入。
设计电流并联负反馈电路会比较复杂，故选用电流串联负反馈电路。
1.2 设计任务设计一种电压电流转换电路,实现不同区间电压电流的转换。
1.3 设计要求输入为0-5V直流电压，输出为0-10mA的直流电流；输入为0-10V直流电压，输出为0-10mA的直流电流；输入为-10V-+10V直流电压，输出为4-20mA的直流电流。
2 电路设计方案2.1电压电流转换器电路的主要组成框图在此次课程设计中，设计思路是第一步首先将电压放大一定倍数，然后通过运放将电压转换为相应的电流，电压电流转换器电路的主要组成框图如图1所示图1 电压电流转换器电路的主要组成框图2.2电压电流转换器电路的原理在本次设计中，需要实现正向直流电压.向正向直流电流的转换以及负向直流电压向正向直流电流的转换。
因而需要分步考虑设计电路。
首先，输入为0-5V直流电压，输出为0-10mA的直流电流。
输入为0-10V 直流电压，输出为0-10mA的直流电流。
可一起考虑，设计一个电压电流负反馈电路，然后调整电阻阻值即可实现上述两步。
然后，输入为-10V-+10V直流电压，输出为4-20mA的直流电流。
这是本次课程设计的重点。
在设计中，将其先通过一个电压串联负反馈电路将电压放大，然后经过一个电压电流转换器将其转换为相应的电流输出。
2.3 电路主要组成结构2.3.1电压串联负反馈电路这种组态中，反馈网络的输入端口与基本放大电路的输出端口并联连接，而反馈网络的输出端口与基本放大电路的输入端口串联连接。
电压负反馈的重要特点是具有稳定输出电压的作用。
电压负反馈能减小oV受LR等变化的影响，说明电压负反馈放大电路具有良好的恒压输出特性。
电压负反馈放大电路如图2所示。
图2电压串联负反馈电路2.3.2 电流串联负反馈基本电路电流负反馈的特点是维持输出电流基本恒定，当电路中i V一定，由于负载电阻LR增加使输出电流减小时，引入负反馈后，电路将自动进行调整。
因此，电流负反馈具有近似于恒流的输出特性。
电流串联负反馈基本电路如图3所示。
图3 电流串联负反馈基本电路3 元器件选择及单元电路的参数设计3.1元器件介绍与选择3.1.1 UA741C运算放大器uA741M，uA741I，uA741C（单运放）是高增益运算放大器，用于军事，工业和商业应用。
这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作。
这些类型还具有广泛的共同模式，差模信号围和低失调电压调零能力与使用适当的电位。
图4 UA741C运算放大器管脚图uA741M，uA741I，uA741C芯片引脚和工作说明：1和5为偏置(调零端)，2为正向输入端，3为反向输入端，4接地，6为输出，7接电源， 8空脚。
3.1.2运算放大器选择在此次课题设计中，运算放大器选择UA741C。
uA741C是通用运算放大器，是单运放。
具有宽输入电压、低功耗的特点。
设计中第一个运放为电压放大器，可以利用uA741C宽输入电压的特点。
UA741C在实际应用中也比较普遍。
3.2 单元电路的参数设计3.2.1 0—5V 转换0—10mA 电路的参数设计0—5V 转换0—10mA 通过一个电压串联负反馈电路来实现，f R =500Ω。
设运放输出电流为o I ,依据运放虚短、虚断的特点P V =N V （1）P I =N I =0 （2） 得 500o I =5 V o I =10mA o R =500Ω 3.2.2 0—10V 转换0—10mA 电路的参数设计0—10V 转换0—10mA 通过一个电压串联负反馈电路来实现，f R =1000Ω。
设运放输出电流为o I ,依据运放虚短、虚断的特点，由公式（1）、（2） 得 1000o I =10 V o I =10mA o R =1k Ω 3.2.3 -10V —10V 转换4—20mA 电路的参数设计第一个运放为电压放大器。
设输入电压i V ,输出电压1V o ，则1V o =（1+1R /2R ）i V （3）因为芯片UA741C 上所加CC V =+15V ，EE V =-15V,输出电压不可能超过其围，输入电压围-10V —10V ，故令1R /2R =2/5,取2R =50k Ω,1R =20k Ω。
第二个运放为电压电流转换器，为一个电流串联负反馈电路。
第一级的输出Vo1为第二级的输入。
根据基尔霍夫电流定律，对于同一个结点，流入电流等于流出电流（1V o -p V ）/4R =(p V -2V )/6R （4）p V =n V =500o I （5） 根据课题设计要求，第一级运放输出电压 Vo1为第二级的输入电压。
选择两组输入电压代入公式（4）、（5），可求得5R 、6R 的比例关系。
4R =2.56R 。
取4R =500Ω，则6R =200Ω。
再代入公式（4）、（5），即可求得2V =8.4V 。
2V 是一个外加固定直流电压源。
它的作用是当输入电压i V =0时，保证输出12mA的电流。
另外，当输入电压i V不为0时，它能够协同输入电压输出正常的输出电流。
3.3 直流稳压电源的设计3.5.1 设计技术指标要求电源输出电压为±12V（或±9V /±5V），输入电压为交流220V，最大输出电流为oMAXI=500mA，纹波电压△VOP-P≤5mV，稳压系数r S≤5%。
3.5.2 电路的设计直流稳压电源电路框图如图6所示。
从图中可知，系统由降压变压器、整流器、滤波器和稳压器共四个部分组成。
图6 直流稳压电源结构图降压的过程，直接选用实物降压器进行降压，并且要根据电路中所需的合适电压适当选择降压器，具体情况根据实际需求而定。
在此次我们选用的是12V 变压器。
然后是整流过程，自然而然选择了优点突出的桥式整流电路，它由4只二极管构成，连接方法此不做说明，在以后的原理图中将做详细的说明。
对于滤波过程，我们用电容滤波电路来实现，它的方法是在桥式整流电路输出端并联一个较大的电容C来构成一个电容滤波电路。