电流转电压电路原理，电流转电压电路的分析

很多朋友对电流转电压电路原理，电流转电压电路的分析不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

作为一名电子工程师，他在职业生涯中会遇到各种各样的问题，他的作用就是运用所学知识解决各种问题。在设计带电流输出的传感器电路时，通常是按以下步骤设计的：先将电流转换成电压，再将电压转换成适合单片机处理的电压范围。从以上步骤可以看出，电流转换电压是电流输出传感器设计的一个关键点。下面将从简单到复杂分析电流电压转换电路。

首先看一下经典的电流转换电压静电电路，通常设计有一个运算放大器和一个反馈电阻，如下图：当输入电流源设置为1Hz，电流强度为1mA时，在multisim上的仿真结果如下：从仿真结果可以看出，电路完成了电流电压转换，放大了信号。虽然设计的初衷已经完成，但深入分析，又会是另一番风景。

在电流电压转换电路中，一个重要的参数是灵敏度。如上图所示，通过运算放大器，也就是电流转电压电路，将0.001A的电流转换成2V的电压，可以定义电路的灵敏度为2V/Ma，输出电压与电路的灵敏度有关。上图中电流转换电压电路的反馈元件是电阻，但实际上可以采用电阻、电容、电感的各种组合，其一般表达式为：Vo(s)=-Z(s)*Ii(s)。

在实际使用中，有时需要高灵敏度的电流电压转换电路。如果按照上图设计电路，可以使用更大的反馈元件，但这也为后续设计和方案一致性的失败埋下了伏笔：反馈元件的值越大，一致性就会越小。例如，对于上述电路，5%电阻为1k时，有效值范围为950-1050，5%电阻为1m时，有效值范围为9500-10500。

为了解决类似问题，实际设计中将采用T型反馈网络的电流-电压转换电路，如下

根据基尔霍夫电流定律，可以得到Vo=-(1 R2/R1R2/R3)* R1 * I(I)，从而可以用较低值的元件完成高灵敏度的电流-电压转换电路。multisim的仿真结果如下：除了在rice反馈网络上下功夫，还要考虑另一个因素：运算放大器的输入偏置电流。

所谓输入偏置电流，就是保证放大器工作在线性范围内，为放大器提供DC工作点的电流。对于使用晶体管作为输入电极的运算放大器，输入偏置电流就是基极电流。如果设计高灵敏度电流电压转换电路，需要高输入电阻，可以考虑使用JFET输入或MOSFET输入运算放大器。由于JFET是压控器件，其输入偏置电流参数是指输入PN结的反向漏电流，其值应该在PA量级。

压控MOSFET器件可以提供更小的输入漏电流。

电流-电压转换电路的一个常见应用实例是光电检测电路。相信做过光电检测的人都会对这个电路比较熟悉。另一种常用的电流电压转换电路是经典的R-2R梯形DAC电路。具体电路设计如下：在这个电路中，开关Sn的开关状态可以通过bn的值来进行。在这个电路中，奇数项的电阻为R，偶数项的电阻为2R，VO=-(RF/R) vi (B1 * 2-1b2 * 2-2.BN * 2-n)。

现在深入分析运算放大器U1两个输入端的电流之和，把电源Vi和所有的权值、电阻、开关都看成一个黑箱。根据基尔霍夫电流定律，运算放大器N极和P极的电流在数学上可以表示为Ip=(1-2-n)Vi/R，在数字电路中可以表示为两种状态的互补形式。

R-2R梯形DAC电路的优点是设计简单，每位电压变化最小。但其设计也存在困难：运算放大器的N极和P极电压必须尽可能接近，否则容易产生线性误差，在一定程度上影响DAC的精度。为了将这一误差降至最低，实际设计中通常使用低漂移运算放大器，并且在设计中使总输入失调误差降至最低。

电路设计本身就是技术与艺术的结合，也是一个由浅入深的体验过程。以上随笔是笔者在电路设计中遇到的一些粗浅的看法和解决的问题。如有不当和解释不清的地方，欢迎留言共同改进。

以上知识分享希望能够帮助到大家！