隔离式电流-频率转换电路--4~20MA转换成10KHZ

电路的功能

双线传输的4~40MA模拟信号电流，若要单纯地转换成电压，只用一个250欧的电阻就可转换成1~5V的电压。本电路用在高噪声电路中可起到隔离作用，它把电流转换成0~10KHZ的频率，然后可廉价的光耦合器输出，如再在信号接收级配置适当的定时基准，并对单位时间内的平均脉冲娄进行计数，即可完成模拟数字转换。

电路工作原理

本电路由两部分组成，即电流-电压转换部分和用V-F转换器把电压转换成频率部分，电流-电压转换采用一个250欧的电阻R1，在其两端产生电压，再用OP放大器1把该电压变为0~-10V，所以反相放大倍数应为2.5倍。

电流为4MA时，为了使A1的输出为0，必须采用置偏电路，可在同相输入端施加电压形成置偏。如不用置偏的方法，则把同相输入端接地，A1的放大倍数取2，也能转换成2~10KHZ的频率输出。

V-F转换器采用NS公司的LM331，其内部详细结构在该公司的产品手册中已有介绍。为了改善线性，加了OP放大器A2，它是电流输入型的，满量程为0~100UA，因此，根据输入电压范围，R5的阻值应为100K，反馈环路中，C2的作用是保持环路稳定，其容量根据输入信号的范围选定。

A3的引线6用来选定基准电压，因为、唱段是把+VCC进行对半分压，所以不一定为10K，旁路电容C1的容量也不一定取该值。V-F转换器的最高振荡频率由R10和C3决定，要改变频率可用VR2改变基准电压或R10串联可变电阻的办法实现。

输出端是开路集电极，可直接驱动光耦合器的发光二极管。接通时的电流IF由R12决定，IF=（V-VF）/R12，约为8.6MA。

元件的选择

光耦合器TLP521的响应速度不高，只可传输30~50KHZ的信号，如在0~100KHZ的V-F转换器中使用，C3的电容量应取330PF，光耦合器也应换成高速型的6N136。图中带★标记的电容与振荡频率漂移有关，应尽量选用温度系数小的新产品，如浸入式云母电容。

调整

没有电流发生器时，也可在输入端输入1~5V的电压。带★标记的失调调节因使用目的而异应调到输入电压为0时，V-F转换器以最低频率振荡。调节VR2、VR3的任何一个均可改变放大倍数，VR2用来选择放大器A1的频定额输出VR3用来选定最高频率。