A/D外围电路中的I/V变换

很多变送器的输出信号为0～10mA或4～20mA，由于A/D转换器的输入信号只能是电压信号，所以如果模拟信号是电流时，必须先把电流变成电压才能进行A/D转换。这样就需要I/V变换电路。下面讨论一下I/V变换的实现方法。

(1)无源I/V变换

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，如图1所示。

图1 无源I/V变换电路

对于0～10mA输入信号，可取R1=100，R2=500，且R2为精密电阻，这样当I为0～10mA电流时，输出的V为0～5V；对于4～20mA输入信号，可取R1=100，R2=250，且R2为精密电阻，这样当输入的电流为4～20mA时，输出的V为1～5V。

(2)有源I/V转换

有源I/V变换主要是利用有源器件运算放大器、电阻来实现，如图2所示。

图2 有源I/V变换电路

该同相放大电路的放大倍数为：A=1+R4/R3

若取R3=100KΩ，R4=150KΩ，R1=200Ω，则0～10mA输入对应于0～5V的电压输出。若取R3=100KΩ，R4=25KΩ，R1=200Ω，则4～20mA输入对应于1～5V的电压输出。

前置放大器

前置放大器的任务是将模拟输入的小信号放大到A/D转换的量程范围之内，为了能适应多种小信号的放大需求，可以设计可变增益放大器。

现在的一些变送器的输出都是标准的电压信号或标准的电流信号，前置放大器在A/D转换电路中不常用。

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