Do khả năng chống nhiễu mạnh mẽ của tín hiệu hiện tại, tín hiệu hiện tại 4~20mA được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp để truyền tải lượng tương tự, vì vậy máy phát được sử dụng rộng rãi trong giai đoạn này chủ yếu là máy phát loại hiện tại. Và theo bao nhiêu dây bên ngoài của máy phát loại hiện tại, máy phát loại hiện tại thường có thể được chia thành máy phát loại ba dây hiện tại và máy phát loại hai dòng hiện tại. Máy phát điện ba dây thông thường nối với ba dây bên ngoài, lần lượt là hai dây nguồn điện và một dây đầu ra điện; Máy phát loại hai dòng điện thường được nối với hai dây bên ngoài, cả hai đều là dây nguồn, dòng điện là dòng điện đầu ra mong muốn. Hiện tại loại máy phát ba dây có nhược điểm rõ ràng, tín hiệu truyền tải của nó phải được sử dụng 3 dây, và để giảm nhiễu tín hiệu, thường cáp cũng cần thêm dây che chắn, vì vậy khi cần phải truyền tải đường dài, chi phí cáp của nó cao hơn, và cài đặt phức tạp hơn, phần lớn hạn chế ứng dụng của nó trong lĩnh vực công nghiệp. Ngược lại, máy phát hệ thống thứ hai loại hiện tại chỉ cần sử dụng dây xoắn đôi đơn giản để truyền tín hiệu, và dây xoắn đôi ít bị nhiễu hơn, không cần thêm dây che chắn, khi truyền khoảng cách xa, loại hiện tạiMáy phát hệ thống thứ haiCó một lợi thế chi phí vượt trội so với các thiết bị chuyển đổi dòng điện loại ba, vì vậy giai đoạn hiện tại của nghiên cứu về máy phát dòng điện loại hai có ý nghĩa quan trọng.
　　
Hiện nay trong và ngoài nước đã có một số nghiên cứu về nhiệt độ, độ ẩm và các đại lượng vật lý khác của máy phát loại hai hiện tại, và loại hiện tại cho cường độ ánh sángMáy phát hệ thống thứ haiNghiên cứu thì tương đối ít. Do sự khác biệt giữa cường độ ánh sáng và nhiệt độ và độ ẩm và các đại lượng vật lý khác, nhiều lần không thể áp dụng trực tiếp mạch máy phát loại hai hiện tại cho các đại lượng vật lý như nhiệt độ và độ ẩm. Ngoài ra, một số máy phát cường độ ánh sáng được thiết kế hiện nay thường có độ chính xác không cao, độ tuyến tính không tốt, hiệu suất không đủ ổn định, không thể xuất tín hiệu hiện tại tiêu chuẩn 4~20mA. Đối với điều này, một loại máy phát cường độ ánh sáng loại hai hiện tại được thiết kế ở đây, có độ chính xác cao, tuyến tính tốt và tiêu thụ điện năng thấp, có thể ổn định và đáng tin cậy đầu ra tín hiệu hiện tại tiêu chuẩn 4~20mA, do đó giải quyết hiệu quả các vấn đề được giới thiệu trước đó.
　　
　　1, Thành phần hệ thống máy phát
　　
Như thể hiện trong hình 1, loại hiện tại hai dòng sản xuất cường độ ánh sáng máy phát mạch, cấu trúc của nó chủ yếu bao gồm cường độ ánh sáng đến mạch điện áp, mạch chuyển đổi phạm vi điện áp, mạch điện áp đến mạch hiện tại, mạch sản xuất điện áp ổn định 4 phần.
　　
Mạch điện áp cường độ ánh sáng chủ yếu nhận ra việc chuyển đổi tín hiệu hiện tại cực kỳ yếu được tạo ra bởi các tế bào quang silicon thành điện áp đầu ra 0~5V có thể được xử lý sau; Mạch chuyển đổi dải điện áp sẽ chuyển đổi tín hiệu điện áp 0~5V thành tín hiệu điện áp 0,4~2V; mạch điện áp hiện tại để thực hiện chuyển đổi điện áp 0,4~2V thành tín hiệu hiện tại 4~20mA; Mạch sản xuất điện áp ổn định thực sự sử dụng dòng điện 4~20mA được tạo ra cho mạch điện áp cường độ ánh sáng phía trước, mạch chuyển đổi dải điện áp để cung cấp điện áp cung cấp ổn định, do đó có thể giảm thiểu sự thay đổi điện áp cung cấp điện áp của nguồn điện bên ngoài.Máy phátẢnh hưởng của Performance
　　
　2, Thiết kế mạch phát
　　
2.1 Cường độ ánh sáng đến mạch điện áp
　　
Như thể hiện trong hình 2, các tế bào quang silicon chuyển cường độ ánh sáng thành một dòng điện cực kỳ yếu tỷ lệ thuận với cường độ ánh sáng. Từ đầu vào cùng pha của bộ khuếch đại hoạt động UC1 và đầu vào đảo ngược có thể biết rằng dòng điện được tạo ra bởi tế bào quang silicon chủ yếu chảy qua điện trở phản hồi R1, do đó, điện áp đầu ra được hình thành ở đầu ra của bộ khuếch đại hoạt động UC1, tín hiệu điện áp đầu ra này được khuếch đại cách ly sau khi bộ khuếch đại hoạt động UC2, vì vậy đầu ra của bộ khuếch đại hoạt động UC2 có thể nhận được điện áp đầu ra, điện áp đầu ra này tỷ lệ thuận với cường độ ánh sáng. Bằng cách điều chỉnh điện trở R1, R2 và R3, điện áp đầu ra có thể được điều chỉnh thành 0~5V tiêu chuẩn.
　　

　　
Từ hư đoản hư đoạn của vận phóng có thể biết:
　　
Trong công thức: I là dòng điện được tạo ra bởi tế bào quang silicon, V1 là điện áp đầu ra.
　　
Bằng cách điều chỉnh điện trở R1, R2 và R3, bạn có thể nhận được điện áp đầu ra tiêu chuẩn là 0~5V.
　　
　2.2 Mạch chuyển đổi dải điện áp
　　
Như hình 3 cho thấy, mạch điện áp cường độ ánh sáng trên có điện áp đầu ra tiêu chuẩn 0~5V, điện áp này có thể được chuyển đổi để có được điện áp 0~1,6V sau khi khuếch đại mạch thông qua bộ khuếch đại hoạt động UC3 và điện trở tỷ lệ đồng pha R4, R5, R6 và R7. Sau khi mạch điện áp riêng lẻ, đầu trượt của bộ chiết có thể điều chỉnh W1 có thể nhận được điện áp, điện áp này và điện áp 0~1,6V thu được trước đó thông qua mạch cộng đồng được tạo thành bởi bộ khuếch đại hoạt động UC4 và điện trở R9, R10, R11, R12, R13 có thể nhận được điện áp 0,4~2V ở đầu ra UC4 của bộ khuếch đại hoạt động.
　　
Công thức cụ thể suy ra như sau:
　　
Từ hư đoản hư đoạn có thể biết:
　　
Chọn các điện trở R5, R6 và R7 phù hợp, có thể làm cho nó từ 0 đến 1,6V.
　　
Khi R9 ‖ R10 ‖ R11=R12 ‖ R13,
　　
Trong công thức: Vref là giá trị áp suất riêng phần thu được từ đầu trượt của bộ chiết có thể điều chỉnh.
　　
Chọn điện trở R8, R9, R10, R11, R12, R13 thích hợp và điều chỉnh điện thế, bạn sẽ có Vout2=0,4~2V. 2.3 Mạch điện áp hiện tại
　　
Như thể hiện trong hình 4, phân tích cẩn thận có thể thấy rằng đầu ra của bộ khuếch đại hoạt động UD1 tạo thành nhánh phản hồi âm thông qua đầu vào cùng pha của bộ khuếch đại hoạt động UD1 thông qua điện trở R17, triode Q1, điện trở R18, điện trở R19, điện trở R15. Do đặc điểm của sự gián đoạn ảo và ngắn của vận chuyển có thể biết, khi điện trở R14 và điện trở R15 bằng nhau, điện trở R19 ở cả hai đầu giảm chính xác bằng điện áp đầu ra của mạch chuyển đổi phạm vi điện áp 0,4~2V, vì vậy nếu R19 là 100 Ω, sau đó R15>>R19, thì tổng dòng điện trong mạch zui cuối cùng bằng với dòng điện chạy qua điện trở R19, tức là 4~20mA.
　　
Công thức cụ thể suy ra như sau:
　　
Từ hư đoản hư đoạn có thể biết:
　　
Nếu R15 lớn hơn R19 và R19=100 thì I=4 đến 20mA.
　　
2.4 Mạch tạo nguồn điện ổn định
　　
Như hình 5 cho thấy, nguồn hiện tại làm cho nguồn cung cấp điện áp ổn định để tạo ra dòng đầu vào của mạch ổn định, do đó đảm bảo điện áp đầu ra ổn định, tức là cung cấp điện áp ổn định cho đầu cuối. Diode điều chỉnh D1 sẽ tạo ra điện áp cơ sở 2,5V ở đầu vào pha tích cực của bộ khuếch đại hoạt động UD2, sau đó khuếch đại điện áp cơ sở này bằng mạch khuếch đại được tạo thành từ bộ khuếch đại hoạt động UD2, điện trở R20, R21, do đó nhận được điện áp khoảng 12V ở đầu ra của bộ khuếch đại hoạt động UD2.
　　
Công thức cụ thể suy ra là:
　　
Do vận phóng hư đoản hư đoạn có thể được,
　　
Bởi vì Vdd=2.5V, chọn điện trở thích hợp R20, R21, bạn có thể nhận được giá trị điện áp đầu ra yêu cầu VDD.
　　
　3, Thí nghiệm và kết quả
　　
Trong các mạch máy phát cường độ ánh sáng loại hai ở trên, vận chuyển và phát UC1, UC2, UC3, UC4 chọn OPA481 và vận chuyển UD1 và UD2 chọn MC33172. Opa481 và MC33172 là các thành phần tiêu thụ điện năng chính của mạch, OPA481 và MC33172 đều có độ chính xác cao và tiêu thụ điện năng thấp, lựa chọn chúng có thể zui để tối đa hóa độ chính xác chuyển đổi, đồng thời đáp ứng tổng tiêu thụ điện năng mạch ít hơn 4mA yêu cầu (vì mạch được cung cấp bởi nguồn điện bên ngoài, đầu ra zui nhỏ hiện tại là 4mA, mạch làm việc bình thường tiền đề là tổng tiêu thụ điện năng mạch phải nhỏ hơn 4mA). Ngoài ra, nguồn D3 chọn LM234, điốt điện áp ổn định D1 chọn LM285-2.5, điốt D2 chọn 1N437, triode Q1 có thể chọn 2N3904. Điện trở chung được lựa chọn với độ chính xác 1%. Pin quang silicon chọn SPS3030 được sản xuất bởi công ty Nanong Dahua. Độ tuyến tính chuyển đổi của pin quang silicon này là tốt, và nó bị ảnh hưởng rất ít bởi nhiệt độ. Việc lựa chọn nó có thể cải thiện độ chính xác chuyển đổi của mạch máy phát. Bởi vì mạch tạo nguồn điện ổn định được sử dụng trong mạch để cung cấp năng lượng cho mạch vận chuyển và phóng phía trước, nó có thể giảm thiểu tác động của dao động điện áp của nguồn điện bên ngoài đối với mạch máy phát.
　　
Theo các mạch trên để làm tốt bảng mạch PCB, sau đó sử dụng các thành phần được chọn ở trên để nối mạch, khi cường độ ánh sáng thay đổi từ 0~200klux (đơn vị cường độ ánh sáng), kích thước dòng điện đầu ra của máy phát được đo, kết quả thí nghiệm như trong hình 6.
　　
Trong hình 6, trục ngang biểu thị cường độ ánh sáng, được đo bằng klux; Trục dọc đại diện cho dòng đầu ra, được đo bằng mA. Kết quả thí nghiệm cho thấy mạch này thực hiện tốt việc chuyển đổi tuyến tính tín hiệu cường độ ánh sáng 0~200klux sang tín hiệu hiện tại 4~20mA. Độ chính xác chuyển đổi của nó cao hơn (lỗi khoảng 1%), tuyến tính tốt (gần đúng đường thẳng), có thể ổn định và đáng tin cậy chuyển đổi cường độ ánh sáng thành đầu ra hiện tại 4~20mA, zui cuối cùng đã đạt được mục tiêu mong muốn.
　　
　4, Kết luận
　　
Thiết kế của máy phát cường độ ánh sáng loại hai dòng điện được mô tả chi tiết trong bài báo. Các thí nghiệm cho thấy thiết kế của máy phát có độ chính xác cao hơn, tuyến tính tốt, tiêu thụ điện năng thấp và hiệu suất ổn định. Nó có triển vọng ứng dụng tốt trong công nghiệp.