電壓/電流轉換即V/I轉換，是將輸入的電壓信號轉換成滿足一定關係的電流信號，轉換後的電流相當一個輸出可調的恆流源，其輸出電流應能夠保持穩定而不會隨負載的變化而變化。一般來說，電壓電流轉換電路是通過負反饋的形式來實現的，可以是電流串聯負反饋，也可以是電流並聯負反饋，主要用在工業控制和許多感測器的套用。
基本介紹
- 中文名：電壓電流轉換器
- 又稱：V/I轉換器、互導放大器
- 套用：在工業控制和許多感測器的套用
- 性質：轉換器
組成及功能,基本原理及電路,主要特點,套用情況,
組成及功能
電壓電流轉換器的作用，是將乘除部件的輸出電壓轉換成直流電流。電壓電流轉換器由自激振盪調製放大器和功率檢波放大器兩部分組成。由電晶體等元件組成的功率檢波放大器，與溫度變送器中的功率檢波放大器相同。
基本原理及電路
如果輸入信號是電壓源。並且要傳輸到較遠的負載上．負載電流取決於輸入信號和負載之間的串聯電阻。即使串聯電阻上的壓降微弱的減小也會大大地改變負載電壓的百分比誤差。由於損耗或溫度引起負載電阻的任何變化將導致誤差。電壓電流轉換器的最簡類型見圖3.40(a)。流過電阻R1，的電流是
這樣,流過負載電阻R的輸出電流i0僅取決於vs和R1,不取決於R本身。對於一個確定值的R1，i0直接與vs成比例。注意，圖3.40(a)中沒有連線埠與地相連,即負載是浮空的。這一結構的優點是沒有共模信號(例如噪聲)出現在負載上。
電壓電流轉換器
電壓電流轉換器運算放大器根本上是電壓放大器,它們的載流能力有限。許多套用(例如指示器或執行器)需要調節可變電流,超過了運算放大器的能力。圖3.40(b)的電路能提供與輸入電壓vs成比例的負載電流i1。運算放大器的輸出促使基極電流流過電晶體Q1，結果得到流過Q1、負載RL和R1的成比例的集電極電流。負載電流i1可以通過改變輸入電壓或R1的值來控制。基極電阻R的值要足夠大以保護Q1的基極-發射極結，限制運算放大器的輸出電流。而且,直流電源電壓VCC≥RLiL。負載電阻R1是浮空的。這樣，電路不能與接地負載同時使用。
主要特點
信號的測量一般是由感測器將非電物理量轉換成電壓信號後，經過傳輸線送到放大器進行放大。但傳輸過程中有以下三個問題：
(1)微弱的電壓信號在傳輸線傳輸過程中，很容易受外界各種因素的干擾；
(2)傳輸導線本身有電阻，電壓信號在導線上要產生壓降，即放大器輸入信號與信號源輸出信號之間有誤差。檢測點不同，導線電阻也不同，造成誤差也不一致。
(3)當環境溫度變化時，導線電阻也起變化。
上述問題可以採用補償導線、禁止線、絞線及增大放大器輸入電阻等辦法得到改善。
如果先將感測器的電壓信號轉換為輸出電阻很高的電流信號，通過傳輸線到儀表端，再轉換成電壓信號送到放大器、顯示儀表或模數轉換器，即利用電流信號傳輸，問題可以得到解決。它的優點有：
(1)由於是電流信號傳輸，導線電阻對信號影響可忽略不計，儀表輸入電壓只由電流信號和固定的負載電阻決定。傳輸線可使用普通導線，傳輸距離可從幾米到幾百米。
(2)不需要補償導線，傳輸環境溫度變化對電流信號不起作用。
(3)由於電流信號較大(毫安級)，外界干擾影響小，測量的精度可以提高。
套用情況
在工業控制和許多感測器的套用電路中,摸擬信號輸出時,一般是以電壓輸出。在以電壓方式長距離傳輸模擬信號時,信號源電阻或傳輸線路的直流電阻等會引起電壓衰減,信號接收端的輸入電阻越低,電壓衰減越大。為了避免信號在傳輸過程中的衰減,只有增加信號接收端的輸入電阻,但信號接收端輸入電阻的增加,使傳輸線路抗干擾性能降低,易受外界干擾,信號傳輸不穩定,這樣在長距離傳輸模擬信號時,不能用電壓輸出方式,而把電壓輸出轉換成電流輸出。另外許多常規工業儀表中,以電流方式配接也要求輸出端將電壓輸出轉換成電流輸出。V/I轉換器就是把電壓輸出信號轉換成電流輸出信號,有利於信號長距離傳輸。V/I轉換器可由電晶體等多種器件組成。
