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PWM转4-20mA电路,解决运放单电源零点漂浮,零伏准确输出4mA

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出0入0汤圆

发表于 2014-5-6 18:27:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 nos002 于 2014-5-7 01:43 编辑

Io =10*( 1+0.8Ui ) /2.5K

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阿莫论坛20周年了!感谢大家的支持与爱护!!

一只鸟敢站在脆弱的枝条上歇脚,它依仗的不是枝条不会断,而是自己有翅膀,会飞。

出0入0汤圆

发表于 2014-5-6 19:27:22 | 显示全部楼层
请教,IRF9952是如何工作的?如何控制它的通断的?

出0入0汤圆

发表于 2014-5-6 19:29:08 | 显示全部楼层
不好意思,没有说清楚,是U27B和Q5B

出0入0汤圆

发表于 2014-5-6 19:50:07 | 显示全部楼层
有点复杂,不过器件成本不高

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2014-5-6 20:27:47 | 显示全部楼层
hubeinifei 发表于 2014-5-6 19:29
不好意思,没有说清楚,是U27B和Q5B

就是电压跟随器

出0入0汤圆

发表于 2014-5-6 20:54:15 来自手机 | 显示全部楼层
路过,看看                        

出0入0汤圆

发表于 2014-5-6 21:04:51 | 显示全部楼层
没有看到专门的基准,用的7805的5V做为基准了,12V带载能力有点小,达不到500殴,用二极管提高0点电位,偏开运放死区,这个电路也就一般吧。

出0入0汤圆

发表于 2014-5-6 21:19:25 | 显示全部楼层
挺经典,在ADI网站上也是推荐的这种电路

出0入0汤圆

发表于 2014-5-6 22:06:35 | 显示全部楼层
nos002 发表于 2014-5-6 20:27
就是电压跟随器

能不能具体讲一下如何实现稳流输出的,有点意思,脉冲信号如何控制输出直流电流的?
还有你公式里面的Ui指什么?

出0入0汤圆

发表于 2014-5-6 22:47:49 | 显示全部楼层
比较清楚了,不错不错!
脉冲信号通过RC-RC电路变成直流电压,这里需要RC时间比较长,所以对PWM的周期有要求;
U7B的输入端信号为0~5V,0V时,没有电流流过R15,MOS管处于关断状态,Q5B也处于关断状态;
U7B的输入5V时,流过R15的电流为5/R15 = 2ma,所以R2上的压降为1.02V,U27B的输入电压为10-1.02 =9V,流过R1的电流为(10-9)/51 = 20 ma;

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2014-5-6 22:56:39 | 显示全部楼层
本帖最后由 nos002 于 2014-5-6 23:06 编辑
hubeinifei 发表于 2014-5-6 22:06
能不能具体讲一下如何实现稳流输出的,有点意思,脉冲信号如何控制输出直流电流的?
还有你公式里面的Ui ...


汗,PWM信号经光耦至74hc04整形后由RC滤波成直流电压,RC参数根据PWM频率调整吧,我用的10Khz;Ui是U7A的输出,Ui=0,U7B输入是1V,输出电流是4mA;
I.R15=(1+0.8Ui)/R15, Io=10*I.R15。

出0入42汤圆

发表于 2014-5-6 23:20:06 | 显示全部楼层
这个电路的好处是线性度不错

出0入0汤圆

发表于 2014-5-7 07:29:44 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 zyw19987 于 2014-5-7 07:34 编辑

U27A接入电路中了吗?作用是什么啊?看到很多这样的接法一直没明白作用,指导一下吧。
另外图中的三个地最终怎么处理呢?

出0入0汤圆

发表于 2014-5-7 08:01:59 | 显示全部楼层
此电路好多人在用,也算比较经典的了

出0入0汤圆

发表于 2014-5-7 08:21:26 | 显示全部楼层
标记研究研究I

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2014-5-7 12:43:31 | 显示全部楼层
本帖最后由 nos002 于 2014-5-7 12:49 编辑
zyw19987 发表于 2014-5-7 07:29
U27A接入电路中了吗?作用是什么啊?看到很多这样的接法一直没明白作用,指导一下吧。
另外图中的三个地最 ...


U27A是多出来的,输入固定偏置加跟随是防干扰,由于是实际可控硅模块远程控制电路,所以贴图的时候就没把它删除。
光耦输入地就是单片机电源地,PGND就是12V地,FGND是为了78L05及其后的滤波电容的连接线不用绕长线而添加的标号,它和PGND就隔一只二极管。

出0入0汤圆

发表于 2014-5-7 13:22:33 | 显示全部楼层
nos002 发表于 2014-5-7 12:43
U27A是多出来的,输入固定偏置加跟随是防干扰,由于是实际可控硅模块远程控制电路,所以贴图的时候就没把 ...

明白了,谢谢

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2014-5-7 13:43:34 | 显示全部楼层
本帖最后由 nos002 于 2014-5-7 13:47 编辑
smartmeter 发表于 2014-5-6 21:04
没有看到专门的基准,用的7805的5V做为基准了,12V带载能力有点小,达不到500殴,用二极管提高0点电位,偏 ...


汗,只是用于可控硅模块远程控制所以比较粗糙。电压转电流电路是照着XTR110的电路做的,但用于电流镜像的运放怎么都无法工作,后来查了运放的输入电压上限为Vcc-1.5,加了二极管对电流镜像运放的输入进行限幅,电路才正常工作。第一级电压跟随器U7A在单电源及输入与电源共地的情况下输出始终有100mv左右的漂移,致使零输入时输出电流不能在4mA,加了二极管对运放电源负端进行电位下偏移后问题解决。说起来我遇到的两个问题都是常识问题,因知识浅陋捣鼓了好久才解决,所以贴图上来供需要的新手参考。

出10入10汤圆

发表于 2014-5-7 14:58:55 | 显示全部楼层
记号备用

出0入0汤圆

发表于 2014-5-7 16:07:07 | 显示全部楼层
mark 好贴啊

出0入0汤圆

发表于 2014-5-8 11:04:22 | 显示全部楼层
MAKE,记录一下,好贴

出0入0汤圆

发表于 2014-5-8 11:14:13 | 显示全部楼层
收藏了 ,届时可以试试

出0入0汤圆

发表于 2014-5-8 11:37:55 | 显示全部楼层
有个问题,应用场合很多时候需要输出共地的,或者2线制

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2014-5-8 14:42:40 | 显示全部楼层
bulejeans 发表于 2014-5-8 11:37
有个问题,应用场合很多时候需要输出共地的,或者2线制

J2的对地端可以接到PGND,可以输出共地。

出0入0汤圆

发表于 2014-5-13 17:26:17 | 显示全部楼层
不错,不错。标记一下。

出0入0汤圆

发表于 2014-5-13 22:55:41 | 显示全部楼层
好帖  鼎一下

出0入0汤圆

发表于 2014-5-17 15:10:47 | 显示全部楼层
看看,非常感谢~

出0入0汤圆

发表于 2014-5-17 15:36:44 | 显示全部楼层
好贴切,记录在案,研究!

出0入0汤圆

发表于 2014-5-17 16:55:50 来自手机 | 显示全部楼层
没看见图啊!

出0入0汤圆

发表于 2014-5-18 09:50:28 来自手机 | 显示全部楼层
最近在学习清华大学的模拟电子基础课程。学完了再和你们吹牛。现在还不懂。

出0入50汤圆

发表于 2014-5-18 10:35:38 | 显示全部楼层
严重怀疑楼主图的这个二阶滤波的10K+103,需要很高的PWM频率才能实现低纹波的输出模拟信号,但是此时又如何保证高分辨率呢?我实际的电路使用100K+104的电容,2KHZ以上的PWM频率,也刚刚能做到0-5V 的输出信号低于5mV的纹波,保守估计楼主那个参数如果频率不高于2KHZ时,纹波起码超过50mV了吧。说不定已经百mV级别了,建议示波器测试下。
而如果楼主位的输入PWM频率很高,即使隔离的光耦是高速光耦,温度变化对于这个光耦输出的信号经过74HC04整形之后,会有很大的影响,在频率较高的时候,温度变化脉冲波形前后沿的陡峭程度,有着极其严重的影响,这会直接导致后面经过74HC04整形之后的PWM矩形波的占空比因温度的变化而导致严重的失真和漂移。同样这个问题可以示波器观测到。
这个电路在使用万用表,在常温下测试,完全可以做到没有问题,但是实际投入应用,会有很多的细节问题需要商榷和修订。

出100入101汤圆

发表于 2014-5-18 13:10:53 | 显示全部楼层
温漂是个问题

出0入0汤圆

发表于 2014-11-25 15:23:58 | 显示全部楼层
mark  PWM转4-20mA电路,解决运放单电源零点漂浮,零伏准确输出4mA

出0入0汤圆

发表于 2016-3-18 15:17:31 | 显示全部楼层
ilikemcu 发表于 2014-5-18 10:35
严重怀疑楼主图的这个二阶滤波的10K+103,需要很高的PWM频率才能实现低纹波的输出模拟信号,但是此时又如何 ...


二阶滤波的参数应该是小了点,即使是10Khz的频率也会有近50mV的噪声。

”温度变化脉冲波形前后沿的陡峭程度,有着极其严重的影响“  这句话该怎么理解,是受光耦CTR的影响?

LZ位的光耦用的是高速光耦,按手册中的参数,在10khz下,延时最大也就是1us,感觉这应该不是问题。


图中光耦的上拉电阻是2.7k,上拉电压是5V,那则需要近2mA 电流才能把输出电压拉低。MCU的输出电压按3.3V来算,光耦的驱动电流则有(3.3-1.7)/120=13mA。

即使有20%的CTR也能保证输出的电平被可靠的拉低,而 HCPL-4504/0454手册中的参数25度时能保证大于 25%,在-20-100度之间也能保证至少20%的CTR,感觉这也不是问题。




最后又看了一下  Propagation Delay Time vs.Temperature ,也没看出什么明显的问题。



这个温度变化到底是怎么影响陡峭程度的呢

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出0入0汤圆

发表于 2016-3-28 11:24:10 | 显示全部楼层
先收下,再慢慢学习

出0入0汤圆

发表于 2016-3-28 11:36:35 | 显示全部楼层
学习一下

出0入0汤圆

发表于 2016-5-9 14:52:46 | 显示全部楼层
学习一下

出0入0汤圆

发表于 2016-5-9 15:17:23 | 显示全部楼层
先收下,再慢慢学习

出0入0汤圆

发表于 2017-1-14 21:03:58 | 显示全部楼层
amrk            

出0入0汤圆

发表于 2017-1-15 09:25:33 | 显示全部楼层
光耦后面的非门干什么用

出0入50汤圆

发表于 2017-1-15 18:37:42 | 显示全部楼层
机器人天空 发表于 2017-1-15 09:25
光耦后面的非门干什么用

非门的作用,一般是2个:反相+整形
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