杨梅 刘学军 张纬蓉 彭云聪

摘要：文章旨在设计并实现一种mA级的光输入电流转换为0～5V电流/电压（IV）转换电路，并将误差控制在5%以内。设计采用电路驱动光电管完成电流到电压信号的转换，采用前置放大电路、差分放大电路和滤波电路的设计完成电压信号的放大、滤波处理。经实验测量不同频率下，输出信号各项参数符合要求，在工程实践中可以作为一种性能良好的IV转换电路加以应用。

关键词：电流转电压;光电管;滤波

本文设计一种基于光电二极管的电流电压转换及电压放大的电路。首先完成光信号转换为电信号，其次考虑到电信号电流较为微弱，采用设计合理放大电路，实现4～20mA的输入电流信号转化为0～5V的输出电压信号的电流/电压（I/V）转换电路。

一、系统总体设计与分析

（一）总体设计思路

根据电路系统性能指标要求，选用LF353和OPA277放大器设计实现一个mA级电流转换成0-5V的输出直流电压的转换器电路，同时保证5%以内的误差要求。

（二）I/V转换原理

系统电路设计如图所示，图1中为了避免产生误差给电阻R2和R3并联一个47pF级的电容C3。

OPA277是双电源工作，管脚7和4为正负电源，每个引脚需要两个0.1uF电容器（C2，C5）进行高频滤波，以避免干扰等因素。所述的两个旁路电容C4和C6，C4是减小带宽，C6是减少电路中的1/f噪声，如图2所示。

（三）差分放大电路

差分放大电路，能够抑制共模信号，原理图采用T型网络结构。由于信息反馈电阻可以扩展（1+R3/R2）倍，即可减少热噪音问题和运放输入偏执电流的影响。……