Spænding til strøm konvertere (V til I konvertere)
Hvad er en spænding-til-strøm-konverter (V til I konverter)?
En spænding-til-strøm-konverter (også kendt som en V til I konverter) er et elektronisk kredsløb, der tager strøm som input og producerer spænding som output.
Men hvorfor gør vi dette?
Når det gælder måleinstrumenter, når man opretter en analog repræsentation af bestemte fysiske størrelser (vægt, tryk, bevægelse osv.), foretrækkes DC-strøm.
Dette skyldes, at DC-strømsignaler vil være konstante i hele kredsløbet i serie fra kilde til belastning. Strøm-målingsinstrumenter har også fordel af mindre støj.
Så nogle gange er det afgørende at skabe strøm, der svarer eller er proportional med en bestemt spænding.
Til dette formål bruges Spænding-til-Strøm-Konvertere (også kendt som V til I konvertere). Det kan enkelt ændre bæreren af elektriske data fra spænding til strøm.
Enkel Spænding-til-Strøm-Konverter
Når vi taler om forbindelsen mellem spænding og strøm, er det naturligt at nævne Ohms lov.
Vi ved alle, at når vi giver en spænding som input til et kredsløb, der består af en resistor, vil den proportionale strøm begynde at flyde igennem det.
Så det er klart, at resistoren bestemmer strømflyden i et spændingskilde kredsløb, eller den fungerer som en enkel spænding-til-strøm-konverter (dvs. en V til I konverter) for et lineært kredsløb.
Kredsløbsdiagrammet for en resistor, der fungerer som en enkel spænding-til-strøm-konverter, vises nedenfor. I dette diagram repræsenteres elektriske størrelser som spænding og strøm gennem staver og løkker henholdsvis.
Praktisk set afhænger udgangsstrømmen af denne konverter direkte af spændingsfaldet over den forbundne belastning samt indgangsspændingen. Da VR bliver
. Dette er grunden til, at dette kredsløb kaldes ufuldstændigt eller dårlig eller passiv version.
Spænding-til-Strøm-Konverter ved hjælp af Op-Amp
En op-amp anvendes til at konvertere spændingssignalet til det tilsvarende strømsignal. Op-amp'en, der bruges til dette formål, er IC LM741.
Denne Op-amp er designet til at holde præcis mængden af strøm ved at anvende spændingen, der er nødvendig for at opretholde den strøm gennem hele kredsløbet. De findes i to typer, der forklares i detaljer nedenfor.
Floating Load Spænding-til-Strøm-Konverter
Som navnet antyder, er belastnings-resistoren flydende i dette konverterkredsløb. Det vil sige, at resistoren RL ikke er forbundet til jord.
Spændingen, VIN, som er indgangsspændingen, gives til den ikke-inverterende indgangsterminal. Den inverterende indgangsterminal drevet af feedbackspændingen, der er over RL resistoren.
Denne feedbackspænding fastsættes af belastningsstrømmen og er i serie med VD, som er forskellen i indgangsspændinger. Så dette kredsløb er også kendt som strømserie-negativ-feedback-forstærker.
For indgangsløkken er spændingsligningen
Da A er meget stor,
Så,
