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今天給大家分享的是： 電壓電流轉換器 、 電壓電流轉換方法 、 電壓電流轉換仿真圖 、 電壓電流轉換電路的作用 。
一、什么是電壓電流轉換電路?
電壓電流轉換電路是一種以 電壓為輸入并產生電流輸出的電子電路 。 一說起電壓和電流之間的關系，大家很快就能想到 歐姆定律 ：
U=I*R
當我們向一個固定電阻輸入電壓，就會有電流流過電阻。 很明顯，電阻決定了電壓源電路中電流的大小，這個就可以用作簡單的電壓電流轉換器。 如下所示就是一個 非常簡單的電壓電流轉換器 ：
電壓電流轉換器
電壓電流轉換器
電壓電流轉換器
但實際上，除了輸入電壓之外，該轉換器的輸出電流還直接取決于所連接負載上的壓降。
因此：V R=VIN-VL
這是屬于無源版本，下面介紹幾種電壓電流轉換方法。
二、電壓電流轉換方法
這里介紹使用運算放大器的電壓電流轉換電路，使用運算放大器，可以簡單地將電壓信號轉換為相應的電流信號，這里使用的是 LM741運算放大器 。
主要有2種方法：
浮動負載電壓電流轉換器
接地負載電壓到電流轉換器
1、浮動負載電壓電流轉換器
顧名思義，負載電阻在該轉換器電路中是浮動的，即 電阻RL不接地 ，輸入電壓VIN提供給非反相輸入端， 反相輸入端由RL電阻兩端的反饋電壓驅動 。
該反饋電壓由負載電流決定，并與輸入差分電壓VD串聯，所以該電路又稱為電流串聯負反饋放大器。
浮動負載電壓電流轉換器
對于輸入回路，應用KVL，電壓方程為：
電壓方程
由于運算放大器的傳遞函數或者增益非常大，因此：
由于運算放大器的 輸入電流 ：
輸入電流
所以運算放大器的輸出電流為：
輸出電流
從上面的方程清楚地看出 負載電流取決于輸入電壓和輸入電阻 。由于負載電流由電阻R控制，因此：
負載電流
即輸出電流與電路的輸入電壓成正比，比例常數為 1/R。
因此該轉換器電路也稱為跨導放大器，該電路的其他名稱是電壓控制電流源。負載類型可以是電阻性、電容性或者非線性負載，負載類型在上述等式中沒有作用。
當連接的負載是電容時，電路將以穩定的速率充電或者放電。由于這個原因，轉換器電路用于產生鋸齒波和三角波形式。
2、接地負載電壓到電流轉換器
在這個電路中就是 負載始終接地 。
接地負載電壓到電流轉換器
對于電路分析，我們首先要確定電壓Vin，然后才能實現輸入電壓和負載電流下之間的關系或者關聯。因此，我們在 節點V1處使用KVL定律 ，對于非反相放大器，增益為此處的電阻，因此輸出中的電壓如下：
輸出電壓
但是對于非反相放大器， 傳輸增益A ：
傳輸增益
在這個電路中：
因此輸出電壓為：
輸出電壓
因此上述接地負載將變為：
負載公式
因此輸出負載電流為：
輸出負載電流
我們可以從上面的等式得出結論， 電流 I L與電壓 V IN和電阻R有關 。
三、電壓電流轉換仿真圖
下面的電路是一種很常用的 電壓電流轉換電路 ，也是一款 恒流源電路 。由一個運放、一個三極管以及若干電阻組成，結構簡單易懂。
以下的仿真都將在下面這個電路上進行參考。
1、運放采用OPA2363
VS1 為直流電源 2.5V
R6 為精密電阻250R
RL 為負載
可以看出 電路輸出電流為9.9mA，與理論電流值 2.5V/250R= 10mA 相差較小 。
電壓電流轉換仿真圖
采用直流參數掃描，看一下10mA電流的帶負載能力：10mA下，電路帶載能力最大為2.06K
電壓電流轉換仿真圖
2、運放采用OPA2363，結構稍微復雜
這種結構的電壓電流轉換電路是書本上經常那提到的一種結構，結構稍復雜些。
其輸出電流I=Ui/R3
電壓電流轉換電路
然而這種結構的電路不常用，多使用上面路電路的變形：如下圖
輸出電流為：1.65V/165R= 10mA
電壓電流轉換電路
看下此中電路結構的帶負載能力:10mA 最大帶載為3.55K。
電壓電流轉換仿真圖
3、集成的電壓電流轉換器
XTR111 是一款精密的電壓電壓電流轉換電路， 數據手冊給出的參考電路 ：
集成的電壓電流轉換器
四、電壓電流轉換電路的作用
測試LED
測試二極管
低壓交流和直流電壓表
審核編輯：湯梓紅
工商網監
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