4-20mA恒流源电路的仿真及计算
在工业上经常会看到标准的电流采样会使用4-20ma的电流范围值。今天就对这个4-20ma的恒流源做一个简单的仿真及计算。
下面是一个恒流源电路。现在所看到的是vcc为5v，输出为19.6ma，想要进行4-20ma的变化改变vcc输出即可实现电流的范围变化。
电路图如下：
上图是在仿真中，r4为100r，现在的io输出为19.6ma。
现在是将输出电阻r4调整为0r，现在的io输出为19.6ma。
本电路图的计算过程如下：
un/r2=ux/(r6+r2)
un=ux*r2/(r6+r2)=up
up=uin-(uin-uo)*r1/(r1+r5)
r1+r5=r6+r2
uin-((uin-uo)*r1/(r1+r5))=ux*r2/(r6+r2)
r1=r2 r5=r6
uin-((uin-uo)*r1/(r1+r5))=ux*r1/(r1+r5)
uin(r1+r5)-(uin-uo)*r1=ux*r1
将上式化简
uin*r5+uo*r1=ux*r1
uin*r5=(ux-uo)r1
ux-uo=uin*r5/r1
io=(ux-uo)/r3=uin*r5/r1/r3=uin*r5/(r1*r3)
带入图上所示参数进行计算即为：
io=5*20k/(100k*51r)
io=1v/51r
io=19.6ma
综上：仿真结果及计算过程完全吻合。
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un/r2=ux/(r6+r2)
un=ux*r2/(r6+r2)=up
up=uin-(uin-uo)*r1/(r1+r5)
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uin-((uin-uo)*r1/(r1+r5))=ux*r2/(r6+r2)
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