摘要

电压电流转换电路是电子工程中的重要组成部分，它可以将输入的电压信号转换为相应的电流信号，或者将输入的电流信号转换为相应的电压信号。本文将从四个方面对电压电流转换电路进行详细阐述。

一、基本概念

在介绍具体的转换方法之前，我们首先需要了解一些基本概念。在一个回路中，如果通过一个元件产生了感应作用而使得该元件两端产生了一定差异，则称这种差异为“;如果通过一个元件产生了感应作用而使得该元件两端形成有规律变化的差异，则称这种差异为“”。

根据欧姆定律和基尔霍夫定律，在不同情况下我们可以采取不同方式来实现对于输入输出关系性质不同特点下进行处理：

二、放大器

放大器是常见且重要的一类功能强大且广泛使用于各个领域中实现高精度测量和控制系统设计需求时所必须依赖到技术手段之一。常见的放大器有运算放大器、差分放大器、电流源等。

运算放大器是一种基本的电压电流转换电路，它可以将输入的微弱信号进行放大，并输出一个相应增益倍数的信号。差分放大器则是通过对两个输入端之间的差异进行增益处理，从而实现对输入信号进行转换。而电流源则可以将一个固定大小的直流电流提供给其他元件使用。

三、传感器

传感器是另一类常见且重要的电压和电流转换装置。它们通常用于测量环境中各种物理量，并将其转化为相应的输出信号，以便于后续处理和控制。常见的传感器包括温度传感器、光敏传感器、加速度传感等。

温度传感器通过测量介质或环境中物体表面温度变化来实现对温度信息进行检测;光敏传感器则利用半导体材料在光照下产生载流子而改变其阻值来实现对光强信息的检测;加速度与上述两种不同，它通过检测物体在空间中的加速度变化来实现对物体运动状态的检测。

四、变换器

变换器是一种将输入的电压或电流信号转换为不同形式输出的装置。常见的变换器有直流-直流转换器、交流-直流转换器等。它们可以实现对不同类型电源之间的能量转化和匹配，从而满足各种设备和系统对于电源供应的要求。

直流-直流转换器是一种将输入的直流信号转换成不同幅值或不同极性的直流输出信号，常用于调整电池供应装置中输出端口的工作状态;交流-直流转换器则是将输入的交接随机振荡方向与频率均不固定)产生一个稳定且符合特定要求(如恒定幅值、恒定频率)的直接当前输出。

总结

本文从基本概念、放大器、传感器和变换器四个方面对电压电流转换电路进行了详细阐述。电压电流转换电路在现代电子工程中具有重要的应用价值，它们能够实现信号的转换和处理，为各种设备和系统提供稳定可靠的输入输出。通过深入了解和掌握这些转换方法，我们可以更好地应对实际工程问题，并设计出高性能的电子产品。

一文详解电压电流转换电路

今天给大家分享的是：电压电流转换器、电压电流转换方法、、电压电流转换电路的作用。

一、什么是电压电流转换电路?

电压电流转换电路是一种以电压为输入并产生电流输出的电子电路。一说起电压和电流之间的关系，大家很快就能想到欧姆定律：

U=I*R

当我们向一个固定电阻输入电压，就会有电流流过电阻。很明显，电阻决定了电压源电路中电流的大小，这个就可以用作简单的电压电流转换器。如下所示就是一个非常简单的电压电流转换器：

但实际上，除了输入电压之外，该转换器的输出电流还直接取决于所连接负载上的压降。

因此：VR=VIN-VL

这是属于无源版本，下面介绍几种电压电流转换方法。

二、电压电流转换方法

这里介绍使用运算放大器的电压电流转换电路，使用运算放大器，可以简单地将电压信号转换为相应的电流信号，这里使用的是LM741运算放大器。

主要有2种方法：

浮动负载电压电流转换器

接地负载电压到电流转换器

1、浮动负载电压电流转换器

顾名思义，负载电阻在该转换器电路中是浮动的，即电阻RL不接地，输入电压VIN提供给非反相输入端，反相输入端由RL电阻两端的反馈电压驱动。

该反馈电压由负载电流决定，并与输入差分电压VD串联，所以该电路又称为电流串联负反馈放大器。

浮动负载电压电流转换器

对于输入回路，应用KVL，电压方程为：

电压方程

由于运算放大器的传递函数或者增益非常大，因此：

由于运算放大器的输入电流：

输入电流

所以运算放大器的输出电流为：

输出电流

从上面的方程清楚地看出负载电流取决于输入电压和输入电阻。由于负载电流由电阻R控制，因此：

负载电流

即输出电流与电路的输入电压成正比，比例常数为1/R。

因此该转换器电路也称为跨导放大器，该电路的其他名称是电压控制电流源。负载类型可以是电阻性、电容性或者非线性负载，负载类型在上述等式中没有作用。

当连接的负载是电容时，电路将以稳定的速率充电或者放电。由于这个原因，转换器电路用于产生锯齿波和三角波形式。

2、接地负载电压到电流转换器

在这个电路中就是负载始终接地。

接地负载电压到电流转换器

对于电路分析，我们首先要确定电压Vin，然后才能实现输入电压和负载电流下之间的关系或者关联。因此，我们在节点V1处使用KVL定律，对于非反相放大器，增益为此处的电阻，因此输出中的电压如下：

输出电压

但是对于非反相放大器，传输增益A：

传输增益

在这个电路中：

因此输出电压为：

输出电压

因此上述接地负载将变为：

负载公式

因此输出负载电流为：

输出负载电流

我们可以从上面的等式得出结论，电流IL与电压VIN和电阻R有关。

三、下面的电路是一种很常用的电压电流转换电路，也是一款恒流源电路。由一个运放、一个三极管以及若干电阻组成，结构简单易懂。

其输出电流为：Iout=Vref/Rs

以下的仿真都将在下面这个电路上进行参考。

1、运放采用OPA2363

VS1为直流电源2.5V

R6为精密电阻250R

RL为负载

可以看出电路输出电流为9.9mA，与理论电流值2.5V/250R=10mA相差较小。

采用直流参数扫描，看一下10mA电流的带负载能力：10mA下，电路带载能力最大为2.06K

2、运放采用OPA2363，结构稍微复杂

这种结构的电压电流转换电路是书本上经常那提到的一种结构，结构稍复杂些。

其输出电流I=Ui/R3

电压电流转换电路

然而这种结构的电路不常用，多使用上面路电路的变形：如下图

输出电流为：1.65V/165R=10mA

电压电流转换电路

看下此中电路结构的带负载能力:10mA最大带载为3.55K。

3、集成的电压电流转换器

XTR111是一款精密的电压电压电流转换电路，数据手册给出的参考电路：

集成的电压电流转换器

四、电压电流转换电路的作用

齐纳二极管测试仪

测试LED

测试二极管

低压交流和直流电压表