XTR305: 电流输出4-20mA，电阻值如何设定？

你好，我根据XTR305手册设计输出4-20mA电路。调试完成后，实际电阻值和当时设计的值不一样。

我是根据手册24页的公式3和公式4计算。 图片为实际电阻值和输出的电流状态。

我根据实际电阻值推导公式3和公式4,结果也不对应不上。

我应该如何计算电路的阻值？或者如何设计此电路，让输出为4-20mA？

Amy Luo：

您好，

您是要输入550mV ~1310mV的电压，以输出4-20mA的电流是吗？如果是这样的话，根据公式4可以计算相应的电阻值；

若Vref=1.8V，我根据公式4计算的RSET=593.75Ω；ROS=2375Ω；

如果R6为750Ω，那么R5应调节为1.625KΩ；如果R8为200Ω，那么R11应调节为393.75Ω；

您按以上参数调节以上电阻值，看输出是否正确？

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Li wang：

你好，

我刚才用你给的值调试了一下，输出一直保持11.4mA 。具体设置如下：

Rset：R8(197Ω) + R11(390Ω) 。

Ros：R6(1.99K)+R5(385Ω) 。 

这些值都是我用万用表测量后的值。 我还截取了一段视频，你看一下。  蓝色的为输入信号， 黄色的为输出信号。

Flot标志位是高电平。其他两个标志位，我没引出，未测量。

(function(id)
{var v = document.getElementById(id);var op = v.style.position, ol = v.style.left, or = v.style.right, fe = [];var nodeLimit = 50;checkVideo = function() {if (!v.canPlayType || v.error) {var bound = 0;while (v.childNodes.length > 0 && bound < nodeLimit) {bound++;if (v.childNodes[0].nodeName != 'SOURCE') {v.parentNode.insertBefore(v.childNodes[0], v);}}v.parentNode.removeChild(v);} else if (v.readyState == 0) {window.setTimeout(checkVideo, 249);}},checkVideoRendered = function() {if (v.networkState == 1 && v.readyState == 4) {v.style.position = op;v.style.left = ol;v.style.right = or;for (var i = 0; i < fe.length; i++) {fe[i].parentNode.removeChild(fe[i]);}} else {window.setTimeout(checkVideoRendered, 249);}}if (navigator.userAgent.indexOf('iPad') == -1 && navigator.userAgent.indexOf('iPhone') == -1 && navigator.userAgent.indexOf('iPod') == -1) {window.setTimeout(checkVideo, 249);}
})('v_a46682142d824f4d813f001a634cfe97');

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Amy Luo：

测量时，您输出负载接的是什么？测量电流是打在电流档上，您给的视频中好像是打在了电压档上？

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Li wang：

早上我确实接错线了，不好意思。

我的思路是，在XTR305输出端串联一个100Ω电阻。示波器测量输入和输出的电压。万用表测量电流。

这个是正确的视频。输出电流范围为：2.5mA~18.2mA 。 20mA电流最好输出在21~22mA 。

咱们在调整一下电阻吧 。

麻烦你告知一下你这两个电阻的计算方法 。

我之前是利用Ros和Rset 这两个参数解二元一次方程 得到的值如下：

Ros = 1392Ω 

Rset = 424Ω 

RImon = Ros // Rset = 325Ω   

但是我计算的值，试验后不成功。我拿电位器直接调到了0~27.5mA 。

(function(id)
{var v = document.getElementById(id);var op = v.style.position, ol = v.style.left, or = v.style.right, fe = [];var nodeLimit = 50;checkVideo = function() {if (!v.canPlayType || v.error) {var bound = 0;while (v.childNodes.length > 0 && bound < nodeLimit) {bound++;if (v.childNodes[0].nodeName != 'SOURCE') {v.parentNode.insertBefore(v.childNodes[0], v);}}v.parentNode.removeChild(v);} else if (v.readyState == 0) {window.setTimeout(checkVideo, 249);}},checkVideoRendered = function() {if (v.networkState == 1 && v.readyState == 4) {v.style.position = op;v.style.left = ol;v.style.right = or;for (var i = 0; i < fe.length; i++) {fe[i].parentNode.removeChild(fe[i]);}} else {window.setTimeout(checkVideoRendered, 249);}}if (navigator.userAgent.indexOf('iPad') == -1 && navigator.userAgent.indexOf('iPhone') == -1 && navigator.userAgent.indexOf('iPod') == -1) {window.setTimeout(checkVideo, 249);}
})('v_b160233a6c234167b489bb948289971b');

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Amy Luo：

就是按公式4计算的，具体思路：

输入电压范围：550mV ~1310mV

输出电流范围：4-20mA

条件：Vref=1.8V

根据公式4：Iout=10* [ Vin/Rset + (Vin – Vref)/Ros]

假设Vin1 = 550mV ；Vin2 = 1310mV；

那么，10* [ Vin1/Rset + (Vin1 – Vref)/Ros]=4mA  —-①式

10* [ Vin2/Rset + (Vin2 – Vref)/Ros] – 10* [ Vin1/Rset + (Vin1 – Vref)/Ros]=20mA -4mA=16mA —-②式

根据①式和②式，最后可化简为

550/Rset – 1250/Ros=0.4  —-③式

760/Rset + 760 /Ros=1.6   —-④式

根据③式 和  ④式可求出以上Rset 和 Ros值。

具体计算过程比较麻烦，我稍后将我计算的草稿拍照发您邮箱；

另外，计算结果您可以带入原式以验证是否计算正确，您的计算结果带入上式是不成立的。

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Li wang：

感谢 Amy Luo ，你发给我的邮件我也收到了，我已经明白公式的意思。

咱们根据计算的阻值焊接板子后，输出电流和理想值还有些差别。

我该如何调节电阻值呢？或者还有其他办法？

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Amy Luo：

根据公式可以知道，输出电流主要与输入电压Vin、偏置电压Vref、Rset 和 Ros有关，因此需输入低噪声的Vin、提供稳定的Vref、使用高精度的电阻；

供电电源的影响可通过PSRR参数评估；

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Li wang：

好的。