PWM转0-5v 4-20ma 电路有问题，模电太烂，特来请教

只看该作者 · 2018-7-30 00:22

下图是原来正常的电路 PWM转1-5v 4-20ma的电路；现在更换了单片机，想输出改为0-5V 4-20MA。
调试过程中发现如下问题：
1.在电路不改动的情况下，电流4-20ma基本输出线性（通过调零/放大增益  电阻）,但是电压输出不线性。
2.修改电路参数  R3改为51K    C2改为47uf 此时电压输出基本线性，但是电流输出通过调节两个可调电阻也不能调试线性。
3.后又在第2步的基础上修改 R24改为250欧 R23改为33K 电压输出依然线性，电流输出对应输出电压为 0.5--5V时可线性，0--0.5V对应的电流一直是0.5V对应的电流  也就是4ma调不出来  最小就是5.6ma.

3万 · 2018-7-30 08:12

从电流输出端到输入端(1~5V处)没有反馈，线性必定不会很好。

只看该作者 · 2018-7-30 13:02

本帖最后由 jayan 于 2018-7-30 13:04 编辑

maychang 发表于 2018-7-30 08:12
从电流输出端到输入端(1~5V处)没有反馈，线性必定不会很好。

感谢！！在现有的电路基础上可以最小改动改善线性吗？现在基本上6-20ma都是线性的就是4-6ma 调不出感觉电流变化范围还是对应的1-5V的 0-1V对应的电流跳不出？？？？

3万 · 2018-7-30 13:32

jayan 发表于 2018-7-30 13:02
感谢！！在现有的电路基础上可以最小改动改善线性吗？现在基本上6-20ma都是线性的就是4-6ma 调不 ...

此等电路设计，建议推倒重来。找个明白人设计，比此电路省料又省工。

只看该作者 · 2018-7-30 13:47

maychang 发表于 2018-7-30 13:32
此等电路设计，建议推倒重来。找个明白人设计，比此电路省料又省工。

有没有推荐的电路，关键之前用这个电路是正常的一直很稳定1-5v 4-20ma也都线性。现在更换了单片机型号，想改为0-5V 4-20ma 发现了问题。

只看该作者 · 2018-7-30 13:50

请高手分析下，出现现有问题的原因是出在哪里？我感觉还是电路参数设置的问题，毕竟原来这个电路是1-5V 4-20ma 输出。

只看该作者 · 2018-7-30 16:58

首先，如果PWM正常，U1A3脚应该很获得正常线性电压，反正后面就是跟随器，理论上电压输出应该基本上正常。如果不修改参数，电压线性破坏，说明单片机的PWM频率可能和老的差了太多，造成线路参数完全不匹配。估计新单片机PWM频率太低了，因为PC817是一个频率特性很差的光耦，根本不能传递稍微高点的方波信号，这样当我们送入高频PWM时候，PC817会变成一个很好的带通滤波+线性传递作用，超过一定频率U1A基本的能得到接近直流的输入电压。
因为电流参考是从电压来的，所以只有电压线性了，才能考察电流是不是线性，不过，真不知道这个线路是谁设计的，像你这种晶体管输出恒流电路，虽然发射极做的深度负反馈，但是由于参考点位被极大的移位和改变，且还有PN结正向压降的叠加，所以，无最终输出电流取样反馈，想做到线性，真的有难度。
R34是现成的电流采样电阻，其2端电压可以作为差摸信号通过运放，获得电流负反馈，反正324接受12V共模电压不是问题，R24两端接一个一倍的放大器，和AOD组成电流负反馈放大器就可以了。这样接法，连可调都完全不需要。输入确定，输出就是确定的。

只看该作者 · 2018-7-30 18:08

jayan 发表于 2018-7-30 13:50
请高手分析下，出现现有问题的原因是出在哪里？我感觉还是电路参数设置的问题，毕竟原来这个电路是1-5V 4-2 ...

只看该作者 · 2018-7-30 21:08

tianxj01 发表于 2018-7-30 18:08

还有个疑问这样修改后 0-5v 对应的应该是0-20ma 吧？

只看该作者 · 2018-7-30 21:42

jayan 发表于 2018-7-30 21:08
还有个疑问这样修改后 0-5v 对应的应该是0-20ma 吧？

电流=vin/R27 当200R时候=0-25mA
修改200Ω，为250欧姆，就完全线性对应0-20mA

只看该作者 · 2018-7-30 21:50

tianxj01 发表于 2018-7-30 21:42
电流=vin/R27 当200R时候=0-25mA
修改200Ω，为250欧姆，就完全线性对应0-20mA

但是我想0-5v对应的电流输出是4-20ma 我今天也在想这个问题是不是不能把0-5v转成4-20ma???

只看该作者 · 2018-7-31 06:30

找个专用芯片不就简单了

只看该作者 · 2018-7-31 10:35

本帖最后由 tianxj01 于 2018-7-31 10:39 编辑

jayan 发表于 2018-7-30 21:50
但是我想0-5v对应的电流输出是4-20ma 我今天也在想这个问题是不是不能把0-5v转成4-20ma??? ...

首先我上面看到了你描述的：“PWM转1-5v 4-20ma的” 刚刚对应完全线性，
怎么到这里又变成0-5V对应了？不过就0-5V对应4-20也不难，只需要在我给你的U4的运放同相输入端叠加一个静态等效于1.08V的电压（为什么不是1V而是1.08自己去想），AOD和12V都通过一个电阻接入使得AOD为0时候，运放U4的同相端电压=1.08V。就可以做到，很简单，这样的电阻计算就自己来吧。否则真心不是模电烂不烂，而是得回炉读小学去了。
最后修改200欧姆到AOD为5V输出时候，电流=20mA。