把4~20MA轉換成10KHZ的隔離式電流-頻率轉換電路

電路的功能

雙線(xiàn)傳輸的4~40MA模擬信號電流，若要單純地轉換成電壓，只用一個(gè)250歐的電阻就可轉換成1~5V的電壓。本電路用在高噪聲電路中可起到隔離作用，它把電流轉換成0~10KHZ的頻率，然后可廉價(jià)的光耦合器輸出，如再在信號接收級配置適當的定時(shí)基準，并對單位時(shí)間內的平均脈沖婁進(jìn)行計數，即可完成模擬數字轉換。

電路工作原理

本電路由兩部分組成，即電流-電壓轉換部分和用V-F轉換器把電壓轉換成頻率部分，電流-電壓轉換采用一個(gè)250歐的電阻R1，在其兩端產(chǎn)生電壓，再用OP放大器1把該電壓變?yōu)?~-10V，所以反相放大倍數應為2.5倍。

電流為4MA時(shí)，為了使A1的輸出為0，必須采用置偏電路，可在同相輸入端施加電壓形成置偏。如不用置偏的方法，則把同相輸入端接地，A1的放大倍數取2，也能轉換成2~10KHZ的頻率輸出。

V-F轉換器采用NS公司的LM331，其內部詳細結構在該公司的產(chǎn)品手冊中已有介紹。為了改善線(xiàn)性，加了OP放大器A2，它是電流輸入型的，滿(mǎn)量程為0~100UA，因此，根據輸入電壓范圍，R5的阻值應為100K，反饋環(huán)路中，C2的作用是保持環(huán)路穩定，其容量根據輸入信號的范圍選定。

A3的引線(xiàn)6用來(lái)選定基準電壓，因為、唱段是把+VCC進(jìn)行對半分壓，所以不一定為10K，旁路電容C1的容量也不一定取該值。V-F轉換器的最高振蕩頻率由R10和C3決定，要改變頻率可用VR2改變基準電壓或R10串聯(lián)可變電阻的辦法實(shí)現。

輸出端是開(kāi)路集電極，可直接驅動(dòng)光耦合器的發(fā)光二極管。接通時(shí)的電流IF由R12決定，IF=（V-VF）/R12，約為8.6MA。

元件的選擇

光耦合器TLP521的響應速度不高，只可傳輸30~50KHZ的信號，如在0~100KHZ的V-F轉換器中使用，C3的電容量應取330PF，光耦合器也應換成高速型的6N136。圖中帶★標記的電容與振蕩頻率漂移有關(guān)，應盡量選用溫度系數小的新產(chǎn)品，如浸入式云母電容。

調整

沒(méi)有電流發(fā)生器時(shí)，也可在輸入端輸入1~5V的電壓。帶★標記的失調調節因使用目的而異應調到輸入電壓為0時(shí)，V-F轉換器以最低頻率振蕩。調節VR2、VR3的任何一個(gè)均可改變放大倍數，VR2用來(lái)選擇放大器A1的頻定額輸出VR3用來(lái)選定最高頻率。