电压电流变换器XTR110及其应用

地
地
输入
地
+ 10V Ref
输入
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+ 10V Ref
输入
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输入
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输入
+ 10V Ref
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输入
+ 10V Ref
地
输入
引脚 9 地 地 地 地 地 地 地 地
引脚 10 地 地 开 地 地 地 开 地
© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
电源电压 Vcc 13. 5
15
40
输出电流 IO
4
参考电压 VREF
20 + 10
输入电压
V IN1 V IN2
V IN
0 0
5 10
工作温度 TA
- 25
+ 85
单位 V mA V
V V ℃
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R2 可在输出电流满刻度时
进行幅度调节 。这一调整与
图 2 XTR110 的功能框图及外部电路
偏置电流调整是相互作用
所列 。 XTR110 的输出电流可用下式表示 :
的 。对于该电路 , 可将输入电压置于 + 10V 满刻度 , 然后调整 R2 到 20mA 满刻度输出 。用于幅度调整的
IO = 10 ( VREFIN/ 16 + VIN 1/ 4 + VIN 2/ 2) / RSPAN
图 2 中 , RSPAN实际上就是内部 50Ω 电阻 R9。为 了获得不同的输出电流范围 , 也可连接相应的外部 RSPAN 。而外部晶体管 Q 则 EXT 用于传导输出信号电 流 。推荐使用 P 沟道 MOS 晶体管 。它的电压标称值 必须大于或等于最大电源电压 ,如果电源电压 + Vcc
R2、R3 与 R4 的值应根据如下原则选取 : 选择 R4 使 幅度可以连续小幅递减 , 然后选择 RBaidu Nhomakorabea 和 R3 使幅度 上升 ,从而使幅度相对于中心值可调 。
电压/ 电流变换器 XTR110 及其应用 ●元器件卡片
电压/ 电流变换器 XTR110 及其应用
刘志强 , 龙海南
(河北大学 电子信息工程学院 ,河北 保定 071002)
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XTR110 是美国 Burr - Brown 公司推出的精密 电压/ 电流变换器 , 它是专为模拟信号传输所设计 的 。可用于将 0～5V 或 0～10V 的输入电压转换成 4～20mA , 0～20mA , 5～25mA 或其他常用范围的输 出电流 。此外 ,其内部精确的 + 10V 参考电压可也用 于驱动外部电路 。
收稿日期 :2004 - 02 - 17 咨询编号 :040924
超过了它的栅极击穿电压 , QEXT的漏极将被击穿而 失去作用 。
如果内部运算放大器 A1(图 2 中偏左下的运
算放大器) 的非倒置输入低于地 (0V) 电压 0. 5V 以
上 ,该运算放大器就可能损坏 。这种情况一般出现
在 XTR110 的管脚 3、4 或 5 被一个异常情况下的反
1 引脚功能
XTR110 的引脚排列如图 1 所示 , 各引脚的功能
引脚 1 2 3 4 5 6 、7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
表 1 XTR110 引脚功能
符号
功能
Source Resistor
源电阻引脚
Common
公共引脚 (即地线)
VREF IN V IN1 V IN2
Gate Drive
门驱动引脚
VREF Force + Vcc
参考电压约束引脚 正电源电压输入引脚
图 1 XTR110 引脚排列
如表 1 所列 。
2 性能参数
XTR110 的主要性能特点如下 : ●采用标准 4～20mA 电流传输 ; ●输入/ 输出范围可选择 ; ●最大非线性误差为 0. 005 % ; ●带有精确的 + 10V 参考电压输出 ; ●采用独立电源工作模式 , 且电压范围很宽 ( 13. 5V～40V) ; ●引脚可编程 。 XTR110 的推荐工作参数如表 2 所列 。
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《国外电子元器件》2004 年第 9 期 2004 年 9 月
使输出电流为 4mA。对于输
出电流范围起始值为 0mA
的情况 ,可用以下特定步骤
来进行调节 : 即将输入电压
调整到一个很小的非零值 ,
然后调整 R1 以获得所需的
输出电流 。这样 ,当输入为
零时 ,输出也将为零 。
利用图 3 中的分压器
向摆动运算放大器所驱动时 。必要的话 ,可以在反
向输入和地之间连接一个钳位二极管来对电压进
行钳位 。
参考电压在管脚 12 处应精确校准 。为保持精
度 ,包括管脚 3 在内的任何负载都应与此点相连 。
如图 3 所示 , 也可以使用分压器 R1 来调整偏 置电流 。但首先应将输入电压置零 , 然后调整 R1 图 3 0～10V 输入 、4～20mA 输出时的偏置和幅度调节电路
输入范围 (V) 0 - 10 2 - 10 0 - 10 0 - 10 0- 5 1- 5 0- 5 0- 5
输出范围 (mA) 0 - 20 4 - 20 4 - 20 5 - 25 0 - 20 4 - 20 4 - 20 5 - 25
表 3 管脚编程和范围选择
引脚 3
引脚 4
引脚 5
地
输入
该芯片由精密电阻网络模块 、电压/ 电流变换模 块 、电流/ 电流变换模块和精密 + 10V 电压基准模块 组成 。由于它利用电流进行传输 , 所以能有效克服 在长线传送过程中环境干扰对测试的影响 , 从而使 其性能大大提高 。
XTR110 应用范围极广 , 可用于任何需要信号处 理的场合 , 尤其是在信号小 、环境差的测试环境 (如 工业过程控制 、压力 、温度 、应变测重 、数据采集系统 和微控制器应用系统中的输入通道等) 下更为适 合。
3 典型应用电路
图 2 是 0～10V 输入对应于 4～20mA 输出时 , XTR110 的功能框图和典型外部连接电路 。对于其它 输入电压与输出电流范围 ,使用时 ,可根据具体情况 改变管脚 3、4、5、9、10 的连接方式 , 具体方法如表 3
表 2 XTR110 的推荐工作参数
参数名称 符 号 最小值 典型值 最大值
Zero Adjust
参考电压输入引脚 输入电压引脚 (1) 输入电压引脚 (2) 零点调节输入引脚
Span Adjust
幅度调节引脚
16mA Span
电流幅度为 16mA
4mA Span
电流幅度为 4mA
VREFAdjust V R EF Sense Source Sence
参考电压调节输入引脚 参考电压检测引脚 源检测引脚