
IV转换直流偏置 量程500mA
简介
IV转换电路(电流到电压转换电路)是将输入电流信号转换为相应电压信号的一种电路。这个项目是2024年电赛B题的一部分,后面发现量程不够,所以弃用。但是其对于电流信号处理和光电检测很有帮助。
简介:IV转换电路(电流到电压转换电路)是将输入电流信号转换为相应电压信号的一种电路。这个项目是2024年电赛B题的一部分,后面发现量程不够,所以弃用。但是其对于电流信号处理和光电检测很有帮助。开源协议
:GPL 3.0
描述
IV转换放大器是一种经典的T型反馈网络,广泛应用于光电转换和微弱电流检测的场合。该模块的最小电流分辨率为10nA,模拟带宽达到100KHz,能够兼容并适配大多数光电二极管。模块的前端采用JFET类型的AD825芯片,这类JFET运算放大器通常具有极高的输入阻抗和低偏置电流的特点,例如ADA4530-1等型号。AD825在性价比方面表现优异,具有仅20pA的偏置电流和高达5×10^11的输入阻抗,因此其在光电探测器、数据采集前端、微弱信号检测等应用中非常广泛。同时,它还适用于光电二极管、电流测量、工作电极测量的跨阻放大,以及化学传感器和电容传感器的信号转换。
- 基本特性
模块名称:IV转换放大器
模块尺寸:50mm * 38mm
模块供电:±5~±15V
模块信号输入范围:1μA以上
模块带宽:1MHz
模块增益:100倍以内
模块组成:AD852 NE5532
2. 电路配置
常见的IV转换电路可以使用运算放大器(Op-Amp)来实现更高的精度和更强的功能。运算放大器的反馈配置能够提供更高的输入阻抗和更好的线性度。
以下是一个典型的运算放大器IV转换电路示例:
运算放大器:作为核心组件,使用负反馈结构来稳定输出。
反馈电阻(Rf):与输入电流源串联,可以调节增益。
输入电流源(Is):连接到运算放大器的反相输入端。
3. 工作方式
在该电路中,输入电流源通过一个电阻(通常是反馈电阻)连接到运算放大器的反相输入端。运算放大器会自动调整输出电压,使得反相输入端的电压保持在接近地(0V)。输出电压与输入电流成线性关系,
4. 应用场景
IV转换电路的应用范围广泛,包括但不限于:
传感器接口:将输出电流信号的传感器(如电流传感器、光电传感器等)转换为电压信号,以便进行后续处理。
数据采集系统:在数据采集系统中,IV转换电路可以提高测量精度。
电力监测:用于电流监测和能耗分析。
信号处理:用于各种模拟信号的处理和转换。
5. 注意事项
模块需要正负电源供电,正负电源的概念是基于参考零点(零电平或“地”)来定义的。最常见的零电平是大地,即地球的地壳。然而,并非所有的零电平都可以简单地视为大地,因为在电路图中,零电平是由设计者根据实际需要设定的。电源是提供电动势的设备,它的正负极之间存在电势差,通常为5V。在实际使用时,5V连接到设备的正极,负极则接到设备的负极。在分析时,负极可以视作参考地,即参考零平面,此时这个电源称为正电源,因为其正极相对于地的电压为5V。
如果将两个相同的5V电源串联(类似于手电筒内的两节串联电池),在两个电源连接点引出一根线,并将该连接点视为0V,这时串联电源的正端电压为5V,而负端相对于0V则是-5V,这就是负电源的来源。有些电路需要正负电源同时供电才能正常运行,尤其是双电源运算放大器。当我们需要得到一个围绕零电平不断变化的正弦波时(即中心为0V),正负电源是必不可少的。
需要注意的是,正负电压是相对于电路图中的参考电压而言,不一定就是大地。如果设计中的参考点电压远高于大地(通常称作“浮地”),那么电路图中的正负电压可能在相对于大地时仍然是高电压,因此在使用时务必小心谨慎
组件选择:选择适当的运算放大器和电阻,以确保电路的线性度和稳定性。
电源要求:运算放大器需要合适的电源供电,以满足其工作范围。
噪声干扰:设计时应考虑信号的噪声,可能需要增加滤波器来提高信号质量。
总结
IV转换电路是电子系统中重要的组成部分,通过简单的电路配置可以实现输入电流到电压的精确转换,广泛应用于各种测量和控制领域。通过合理设计和选择组件,可以进一步提升其性能和应用范围。
设计图
BOM
ID | Name | Designator | Footprint | Quantity |
---|---|---|---|---|
1 | 47pF | C1 | C0603 | 1 |
2 | 0.1uF | C2,C5,C9,C11 | C0603 | 4 |
3 | 0.1u | C6,C7 | C0603 | 2 |
4 | 10uF | C3,C4,C8,C10 | CASE-A_3216 | 4 |
5 | LED-0603_R | LED1,LED2 | LED0603_RED | 2 |

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