ZHCAED5A August 2024 – September 2025 OPA2990

2 电路说明

图 2-1 显示了组合式 V/I 电路。电流路径由 U1 和 U2 形成，电压路径由 U3 和 U4 形成。

图 2-1 组合式 V/I 级原理图

电流路径是一个两级电压/电流转换器。传递函数可直接推导得出：

方程式 1.

I_{O U T} = [V_{I N} \times \frac{R_{2}}{R_{1} + R_{2}} + V_{R E F} \times \frac{R_{1}}{R_{1} + R_{2}}] \times \frac{R_{5}}{R_{3} ∙ R_{4}}

如果 VREFI 输入为开路，此公式简化为：

方程式 2.

I_{O U T} = V_{I N} \times \frac{R_{5}}{R_{3} ∙ R_{4}}

电压路径是一个同相放大器，其反馈电阻器由单位增益缓冲器驱动，而不是将这些电阻器直接连接到输出节点。对输出进行缓冲可减小进入反馈电阻器的漏电流，从而降低电流输出模式下的误差。同样，电压输出级的传递函数可以很容易地推导为：

方程式 3.

V_{O U T} = V_{I N} \times [1 + \frac{R_{8}}{R_{7}} + \frac{R_{8}}{R_{9}}] {- V}_{R E F} \times \frac{R_{8}}{R_{9}}

如果 VREF 输入为开路，则该公式简化为：

方程式 4.

V_{O U T} = V_{I N} \times [1 + \frac{R_{8}}{R_{9}}]

如果该电路的输出设计为 0-10V 或 0-20mA，则 VREF 输入保持悬空，因此使用简单的公式。假设 VIN=0V 至 2.5V，Vout 输出级增益需要设置为 4V/V，电流输出级增益 = 8mA/V。通过选择合适的电阻值来设置增益。

运算放大器 U1 和 U2 以及 U3 和 U4 均是双通道封装运算放大器 OPA2990S。因此，可以对每个路径使用不同的电源轨。电流路径将 VCCI 和 GND 作为电源轨，而电压路径将 VCC 和 VSS 作为电源轨。每条路径都有一个关断信号：ISHDNI 和 VSHDN。也可以使用 OPA4990S 来取代两个双通道运算放大器。在这种情况下，电压和电流部分都只能使用两个电源轨。