محولات الجهد إلى التيار (محولات V إلى I)
ما هو محول الجهد إلى تيار (V to I Converter)؟
محول الجهد إلى تيار (المعروف أيضًا باسم V to I Converter) هو دارة إلكترونية تأخذ التيار كمدخل وتنتج الجهد كمخرج.
ولكن لماذا نقوم بذلك؟
حسناً، في دارات القياس عندما يتم إنشاء تمثيل آلي لبعض الكميات الفيزيائية (الوزن، الضغط، الحركة الخ)، يفضل استخدام التيار المستمر DC.
وهذا لأن إشارات التيار المستمر DC ستكون ثابتة طوال الدائرة من المصدر إلى الحمل. كما أن أجهزة قياس التيار لديها ميزة أقل ضوضاء.
لذلك، في بعض الأحيان يكون من الضروري إنشاء تيار يتناسب أو يتناسب بشكل متناسب مع جهد معين.
لهذا الغرض، يتم استخدام محولات الجهد إلى تيار (المعروف أيضًا باسم V to I Converters). يمكنه ببساطة تغيير حامل البيانات الكهربائية من الجهد إلى التيار.
محول جهد إلى تيار بسيط
عندما نتحدث عن العلاقة بين الجهد والتيار، فمن الواضح ذكر قانون أوم.
كلنا نعلم أنه عندما نزود دائرة تحتوي على مقاومة بجهد كمدخل، سيبدأ التيار المتناسب بالتدفق عبرها.
لذا، من الواضح أن المقاومة تحدد تدفق التيار في دائرة مصدر الجهد أو أنها تعمل كمحول بسيط للجهد إلى تيار (أي V to I Converter) لدائرة خطية.
تمثيل مخطط دائرة المقاومة التي تعمل كمحول بسيط للجهد إلى تيار موضح أدناه. في هذا المخطط، يتم تمثيل الكميات الكهربائية مثل الجهد والتيار بواسطة قضبان وحلقات على التوالي.
ولكن عملياً، يعتمد التيار الخرجي لهذا المحول مباشرة على انخفاض الجهد عبر الحمل المتصل بالإضافة إلى الجهد المدخل. بما أن VR يصبح
. هذا هو السبب في أن هذه الدائرة تعتبر غير مثالية أو سيئة أو نسخة سلبية.
محول جهد إلى تيار باستخدام مضخم العمليات (Op-Amp)
يتم استخدام مضخم العمليات لتحويل ببساطة إشارة الجهد إلى إشارة تيار متناسبة. يتم استخدام مضخم العمليات لهذه الغاية وهو IC LM741.
تم تصميم هذا مضخم العمليات لحفظ كمية دقيقة من التيار من خلال تطبيق الجهد اللازم لاستمرار ذلك التيار عبر الدائرة. هناك نوعان منها سيتم شرحهما بالتفصيل أدناه.
محول جهد إلى تيار بحمل عائم
كما يشير الاسم، فإن مقاومة الحمل مقاومة هي عائمة في هذه دائرة المحول. أي أن المقاومة RL ليست مرتبطة بالأرض.
الجهد VIN وهو الجهد المدخل يتم تقديمه إلى الطرف غير العكس. يتم تشغيل الطرف العكس بواسطة الجهد العكسي الذي هو عبر المقاومة RL.
يتم تحديد هذا الجهد العكسي بواسطة تيار الحمل وهو متسلسل مع VD وهو الفرق الجهد المدخل. لذا تُعرف هذه الدائرة أيضًا بمكبر التغذية العكسية السلبية للمتوالية.
لمدخل الحلقة، فإن معادلة الجهد هي
بما أن A كبير جدًا،
إذن،
بما أن، المدخل إلى مضخم العمليات،
