Spannungs-Strom-Wandler (V zu I Wandler)
Was ist ein Spannungs-Strom-Wandler (V zu I Wandler)?
Ein Spannungs-Strom-Wandler (auch bekannt als V zu I Wandler) ist ein elektronisches Schaltkreis, der Strom als Eingang nimmt und Spannung als Ausgang erzeugt.
Aber warum tun wir das?
Nun, für Messschaltkreise, wenn eine analoge Darstellung bestimmter physikalischer Größen (Gewicht, Druck, Bewegung usw.) erstellt wird, wird Gleichstrom bevorzugt.
Das liegt daran, dass Gleichstromsignale im gesamten Schaltkreis in Serie von der Quelle bis zur Last konstant sind. Die Strommessinstrumente haben auch den Vorteil, weniger Rauschen zu haben.
Manchmal ist es also notwendig, Strom zu erzeugen, der einer bestimmten Spannung entspricht oder proportional zu ihr ist.
Dafür werden Spannungs-Strom-Wandler (auch bekannt als V zu I Wandler) verwendet. Sie können einfach den Träger elektrischer Daten von Spannung auf Strom ändern.
Einfacher Spannungs-Strom-Wandler
Wenn wir über die Beziehung zwischen Spannung und Strom sprechen, ist es offensichtlich, das Ohmsches Gesetz zu erwähnen.
Wir alle wissen, dass, wenn wir eine Spannung als Eingang in einen Schaltkreis mit einem Widerstand liefern, ein proportionaler Strom durch ihn fließen beginnt.
Es ist also klar, dass der Widerstand den Stromfluss in einem Spannungsquelle-Schaltkreis bestimmt oder als einfacher Spannungs-Strom-Wandler (d.h. ein V zu I Wandler) für einen linearen Schaltkreis fungiert.
Das Schaltbild eines Widerstands, der als einfacher Spannungs-Strom-Wandler dient, ist unten dargestellt. In diesem Diagramm werden elektrische Größen wie Spannung und Strom durch Balken und Schleifen dargestellt.
Praktisch gesehen hängt der Ausgangsstrom dieses Wandlers direkt vom Spannungsabfall über der angeschlossenen Last sowie von der Eingangsspannung ab. Da VR wird
. Deshalb wird dieser Schaltkreis als unvollkommen, schlecht oder passiv bezeichnet.
Spannungs-Strom-Wandler mit Operationsverstärker
Ein Operationsverstärker wird verwendet, um einfach das Spannungssignal in ein entsprechendes Stromsignal umzuwandeln. Der für diesen Zweck verwendete Operationsverstärker ist IC LM741.
Dieser Operationsverstärker ist so ausgelegt, dass er die genaue Menge an Strom durch Anwendung der Spannung hält, die erforderlich ist, um diesen Strom durch den gesamten Schaltkreis zu halten. Es gibt zwei Arten, die im Folgenden detailliert erklärt werden.
Floating Load Spannungs-Strom-Wandler
Wie der Name schon sagt, ist der Last-Widerstand in diesem Wandler-Schaltkreis schwebend. Das bedeutet, dass der Widerstand RL nicht mit Masse verbunden ist.
Die Spannung, VIN, die Eingangsspannung, wird an den nicht invertierenden Eingangsanschluss gegeben. Der invertierende Eingangsanschluss wird durch die Rückkopplungsspannung angetrieben, die über dem RL-Widerstand liegt.
Diese Rückkopplungsspannung wird durch den Laststrom bestimmt und steht in Reihe mit VD, der Eingangs-Differenzspannung. Daher wird dieser Schaltkreis auch als Strom-Reihen-Negative-Rückkopplungsverstärker bezeichnet.
Für den Eingangsschleifenschluss lautet die Spannungsgleichung
Da A sehr groß ist,
Also,
Da die Eingabe an den
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