眾所周知,單片機是無法直接讀取電流的,一般是需要將電流值轉換為電壓值讀取。 這時你應該想到偉大的歐姆定律,只需要使用一個電阻就能將電流值轉換成電壓值。
如下圖所示,IS1為一個電流源代表4-20ma信號,通過一個150歐姆電阻將電流值轉化為電壓值,VF1電壓變化范圍為0.6~3V,電阻最大消耗功率0.06W,可選取0805封裝的精密電阻。
看來一個電阻就可以完美解決問題,再加個一階低通濾波電路濾除線路上的高頻干擾是不是效果會更好,看圖。
分析上面電路,從原理上完全可以實現功能。 VF1連接單片機ADC管腳,在ADC采樣期間R2上會流過電流,根據基爾霍夫定律,此時流過R1的電流必定會小于IS1的電流,會造成電流采樣不準。
對以上電路進行優化,設計出如下電路:
電路中使用運放增加一級ADC驅動電路。 根據運放的特性,可知在理想情況下其同相輸入端的阻抗為無窮大,IS1電流幾乎全部通過電阻R1,轉化為采樣電壓值,經過電壓跟隨器1:1輸出送往單片機。 電路中Z1為TVS管可用于ESD保護。 運放采用3.3V供電,可省去輸出端用于過壓保護的鉗位二極管。
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