电流转电压放大电路的相关问题

登录 · 发表于 2017-8-20 18:59

本帖最后由 Aner58 于 2017-8-26 15:28 编辑

本人准备做一个传感器上用的放大电路，实现0~10uA电流到0~5V电压的转换和放大，参照课本上测量放大电路和相关文献，设计了一个放大电路，在Multisim软件中模拟实现10uA到负5.167V的转换，但在做出实际电路板后发现，电路板不受输入端影响，只输出近似15V的电压，而此时的供电电压是15V，想请教各位大神是哪里出了问题，该怎么修改，万分感谢！！！
补充：
在实际操作中，以10mV电压源代替电流源，电压源正负极接输入两端，用±15V开关电源供给电路电压，电路中地接开关电源G点，测量时测输出端和地间电压。电路原理图根据文献设计，实际电路板是自己用洞洞板焊接，元器件采用LF357n，尝试过更换其他同型号放大器，但并未换过其他类型放大器。输入10mV电压时，测量电路5、7间电压0.42V，模拟电路中14.4mV；9、10间电压0.47V，模拟电路中3.026mv；最终输出端电压14.8V。当不接入输入电压时，输出端电压也为14.8V。
想请教：
1.出现问题可能的原因，该如何解决？
2.电路中输出电压公式为V0=Is*R1*(1+2*R2/R3）*（R7/R6），但在模拟电路中电压却和公式计算结果有差别。该如何才能保证电路中输出和输入呈一定的线性关系。
3.对于传感器中的小信号电流（uA级别），设计哪种电路才能实现向0~5V电压的放大和转换。

发表于 2017-8-21 11:56

感觉原理图都画错了.信号地接U2是什么意思?隔离?U1是正向放大,但信号到U3又成反向放大了.反向放大后输出值肯定为负.

登录 · 发表于 2017-8-21 13:58

15625004279 发表于 2017-8-21 11:56
感觉原理图都画错了.信号地接U2是什么意思?隔离?U1是正向放大,但信号到U3又成反向放大了.反向放大后输出值 ...

十分感谢！我刚接触这方面的内容，主要参照这篇文献做的放大电路，想实现把微小电流信号转换成电压信号再放大的功能。您的意思是原理图出现了问题吗？该怎么修改合适呢？如果设计思路有问题的话，想请教您对于这种放大电路，应该怎么设计才能实现这种功能呢？多谢！！！

登录 · 发表于 2017-8-21 16:52

参考此图就行,在理想状态下,如果R2取100K时,你最大的10uA经过R2电阻得到1V的电压信号进入运放3脚,通过放大电路放大成5V就行,如果要5V输出就是放大5倍.注意R9的取值,放大计算公式:5=(R9+VR2)/R11+1 ,R9可以取39K,+上VR2 ,5K进行微调调成40K左右,输出就是5V了,后面是个跟随电路.

发表于 2017-8-22 20:25

R9和C2的交接处有连接起来吗？你的原理图有点看不清。

登录 · 发表于 2017-8-23 11:03

15625004279 发表于 2017-8-21 16:52
参考此图就行,在理想状态下,如果R2取100K时,你最大的10uA经过R2电阻得到1V的电压信号进入运放3脚,通过放大 ...

感谢回复！您给出的电路是可以的，但不清楚在实际电路中是怎么布置的。电流一端流入，另一端接地吗？这个地和电路中其它的地是同一个吗？还有对于放大器供电，我在我自己的电路中用的电源是±15V的电压，中间有一个地，我的接法是把线路中的地都接在电源上的G点，想问这种做法对吗？

发表于 2017-8-23 11:04

xiaxingxing 发表于 2017-8-22 20:25
R9和C2的交接处有连接起来吗？你的原理图有点看不清。

嗯，是有连接的

发表于 2017-8-23 11:59

本帖最后由 15625004279 于 2017-8-23 12:01 编辑

Aner58 发表于 2017-8-23 11:04
嗯，是有连接的

那里是连接.原电路上面有一部分调零电路,我去掉了,原电路是采集4-20mA的电流,在4mA时,需要一个调零电路,才能让电流在4mA时,输出0V.电路是单电源供电的,你取正电源和地就行了撒

发表于 2017-8-26 16:55

考虑到放大器问题，求推荐现在常用的可以满足本电路条件的放大器型号，谢谢！

发表于 2017-8-27 09:58

发表于 2017-8-31 13:44

唉，运放偏置电流的问题
一帮人没有看到问题的？把R1一端接地就可以了

发表于 2017-8-31 14:30

据我猜测，你这个接的是仪表专用放大器三个普通运放搭的，其实用一个就可以了，AD620或者AD623 你可以搜一下看看，一个是双电源一个是单电源，可以替代你接的三个运放，希望可以帮到你

发表于 2017-9-3 22:39

steelen 发表于 2017-8-31 13:44
唉，运放偏置电流的问题
一帮人没有看到问题的？把R1一端接地就可以了

你是对的，最好把10K拆成二个5K，中间接地即可。

登录 · 发表于 2017-9-11 11:15

现在了解的可能存在的问题及解决方案：
1.运放偏置电流，使R1端接地；（试过，但结果还是输出近似15V）
2.仪表放大器不接受浮空输入，R1改成两个10K，中间接地（输入端是用10mV电压源代替电流输入，可能没有效果）
3.运算放大器或电阻出现问题（更换过其他LF357、OP07等放大器，电阻检查没有问题）
另外，尝试简单的电压反相比例运算电路，也得不到理想输出结果。电路如下图所示，接法是恒压源输入正极接R1,输入负极接±15V开关电源的地，检测输出正极接6引脚，负极接开关电源地。当输入10mV电压时，输出9mV电压。

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