Convertidors de tensió a corrent (convertidors V a I)
Què és un conversor de tensió a corrent (V a I)?
Un conversor de tensió a corrent (també conegut com a V a I) és un circuit electrònic que pren la tensió com a entrada i produeix corrent com a sortida.
Però per què ho faríem?
Bé, en els circuits d'instrumentació, quan es crea una representació analògica de certes magnituds físiques (pes, pressió, moviment, etc.), es prefereix el corrent DC.
Això és degut a que els senyals de corrent DC seran constants a tot arreu del circuit en sèrie des de la font fins a la càrrega. Els instruments de mesura de corrent també tenen l'avantatge de menys soroll.
Per tant, sovint és essencial crear corrent que sigui corresponent o proporcional a una tensió determinada.
Per a aquest propòsit, s'utilitzen els Conversors de Tensió a Corrent (també coneguts com a V a I). Aquests poden simplement canviar el portador de les dades elèctriques de la tensió al corrent.
Conversor simple de tensió a corrent
Quan parlem de la relació entre tensió i corrent, és obvi mencionar la Llei d'Ohm.
Tots sabem que quan proporcionem una tensió com a entrada a un circuit que consta d'un resistor, el corrent proporcional començarà a fluir a través d'ell.
Per tant, és clar que el resistor decideix el flux de corrent en un circuit de font de tensió o actua com un simple conversor de tensió a corrent (és a dir, un V a I) per a un circuit lineal.
El diagrama de circuit d'un resistor que actua com un simple conversor de tensió a corrent es representa a continuació. En aquest diagrama, les magnituds elèctriques com la tensió i corrent es representen a través de barres i bucles respectivament.
Però, pràcticament, la corrent de sortida d'aquest conversor depèn directament de la caiguda de tensió a través de la càrrega connectada, a més de la tensió d'entrada. Ja que, VR es converteix en
. Aquest és el motiu pel qual aquest circuit es diu que és imperfecte o passiu.
Conversor de tensió a corrent utilitzant un amplificador operacional
Un amplificador operacional s'implementa per convertir simplement el senyal de tensió en un senyal de corrent corresponent. L'amplificador operacional utilitzat per a aquest propòsit és l'IC LM741.
Aquest amplificador operacional està dissenyat per mantenir una quantitat precisa de corrent aplicant la tensió necessària per sostenir aquest corrent a tot arreu del circuit. Hi ha dos tipus, que es detallen a continuació.
Conversor de tensió a corrent amb càrrega flotant
Com indica el nom, el resistor de càrrega flota en aquest circuit conversor. És a dir, el resistor RL no està connectat a terra.
La tensió, VIN, que és la tensió d'entrada, es dóna al terminal d'entrada no inversora. El terminal d'entrada inversora es controla per la tensió de retroalimentació, que és a través del resistor RL.
Aquesta tensió de retroalimentació està determinada pel corrent de càrrega i està en sèrie amb la VD, que és la tensió de diferència d'entrada. Per tant, aquest circuit també se sol anomenar amplificador de retroalimentació negativa en sèrie de corrent.
Per al bucle d'entrada, l'equació de tensió és
Com que A és molt gran,
Per tant,
