电流电压转换电路原理_生活广记

作为电子工程师，在职业生涯中会碰到各种各样的问题，其作用就是利用所学的知识解决各种问题。当进行以电流形式输出的传感器电路设计时，通常会通过以下的步骤进行设计：首先电流转换为电压，然后进行电压变换使其适合MCU处理的电压范围。从上面的步骤看出电流转换电压是电流形式输出传感器设计的一个重点。下文将从简单到复杂进行电流转电压电路的分析。
首先，看下经典的电流转换电压静电电路，通常使用一个运放和一个反馈电阻进行设计，当设置输入电流源为1Hz电流强度为1mA时，从仿真的结果上可以看出，该电路完成了电流与电压的转换并进行了信号的放大。虽然完成了设计的初衷，当深入的分析一下，会有另一番风景。
在电流转换电压电路中，一个重要的参数就是灵敏度，如上图，经过一个运算放大器将0.001A的电流转换为2V的电压，就可以定义该电路的灵敏度为2V/ma，也就是说电流转换电压的电路，输出电压大小与电路的灵敏度有关。
上图的电流转换电压电路的反馈元件是电阻，而实际上，可以采用电阻、电容和电感的各种组合，其一般的表达式为：
Vo(s)=-Z(s)*Ii(s)
传感器的工作电压是多少V的，可以设计一个,采用MAX472，
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?的工作原理如下图所示。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。在电路的具体应用中，电路各参数具体计算要满足该芯片技术条件要求：
芯片技术条件要求：
OUT端的输出电压Vout<（VRG-1.5V）
【电流电压转换电路原理】
OUT端的输出电流Iout<=1.5mA