上一篇文章提到了電流信號在傳輸過程中具有抗干擾能力強，信號傳輸精度高等優(yōu)點。 那么可不可以使用單片機輸出工業(yè)上常用的4-20ma電流，來傳輸信息呢? 答案是肯定的，這篇文章給大家分享一個4-20ma電流輸出電路。

電路原理圖

電路分析

如上圖所示，是一個壓控恒流源(VCCS)，VS1來自單片機DAC引腳的模擬電壓信號。 經(jīng)過R1,C1組成的低通濾波器進行濾波后送往運放，從伯德圖中可以看出該濾波器在-3dB增益處對應的截止頻率為1.59K，足以用來濾除高頻數(shù)字干擾信號。

運放在深度負反饋條件下具有虛短的特性，DAC信號進入運放的同相輸入端后，運放會控制輸出，通過反饋回路使得反向輸入端電壓逼近同相輸入端電壓，最后保持相等。

這個過程中三極管進入線性區(qū)，IC電流逐漸變大，流過電阻R3的電流增大，R3兩端電壓也隨之增大，最終運放反向輸入端電壓等于同相輸入端電壓，電路進入穩(wěn)定狀態(tài)。

電路中電阻R2，R3，三極管T1，和輸出引腳(連接電流表)為串聯(lián)連接。 因此流過電阻R3的電流就是單片機DAC輸出電壓所對應的電流值(如：R3=100歐姆時0.4V對應輸出電流4ma)，所以只需要控制單片機DAC輸出電壓范圍，就能夠保證電路穩(wěn)定輸出4-20ma電流。

下圖為DAC輸出電壓在0.4V-2V之間變化時電路輸出電流仿真圖。 從圖中可以看出在仿真軟件中該電路的電流線性度較好。

通過改變R3的參數(shù)可更改DAC電壓范圍(如：R3=150Ω時，ADC∈[0.6,3])。 電路中一個參數(shù)的改變，往往會影響到電路的整體，可謂是牽一發(fā)而動全身，為了便于觀察某個參數(shù)的變化對其它參數(shù)的影響，這里使用MathCad軟件，對電路參數(shù)進行了詳細的計算。 如下圖所示。