تبدیل‌کننده‌های ولتاژ به جریان (تبدیل‌کننده‌های V به I)

چیست تبدیل‌کننده ولتاژ به جریان (V to I Converter)?

تبدیل‌کننده ولتاژ به جریان (که همچنین به عنوان V to I Converter شناخته می‌شود) یک مدار الکترونیکی است که جریان را به عنوان ورودی دریافت می‌کند و ولتاژ را به عنوان خروجی تولید می‌کند.

اما چرا ما این کار را انجام می‌دهیم؟

خوب، برای مدارهای سنجشی، وقتی نمایانگر آنالوگی از برخی کمیت‌های فیزیکی (وزن، فشار، حرکت و غیره) ایجاد می‌کنیم، جریان مستقیم DC ترجیح داده می‌شود.

این بخاطر این است که سیگنال‌های جریان DC در طول مدار سری از منبع تا بار ثابت خواهد بود. دستگاه‌های سنجش جریان نیز مزیت کمترین نویز را دارند.

پس گاهی اوقات ضروری است که جریان ایجاد شود که متناسب با یا متناسب با ولتاژ مشخصی باشد.

برای این منظور تبدیل‌کننده‌های ولتاژ به جریان (که همچنین به عنوان V to I converters شناخته می‌شوند) استفاده می‌شوند. این مدارها می‌توانند حامل داده‌های الکتریکی را از ولتاژ به جریان تغییر دهند.

تبدیل‌کننده ساده ولتاژ به جریان

وقتی درباره ارتباط بین ولتاژ و جریان صحبت می‌کنیم، واضح است که به قانون اهم اشاره کنیم.

همه می‌دانیم که وقتی ولتاژ را به عنوان ورودی به یک مدار که شامل مقاومتی است، تأمین می‌کنیم، جریان متناسب آغاز می‌کند به جریان در آن.

بنابراین، واضح است که مقاومت جریان را در مدار منبع ولتاژ تعیین می‌کند یا به عنوان یک تبدیل‌کننده ساده ولتاژ به جریان (یعنی V to I converter) برای یک مدار خطی عمل می‌کند.

نمودار مداری یک مقاومت که به عنوان یک تبدیل‌کننده ساده ولتاژ به جریان عمل می‌کند در زیر نمایش داده شده است. در این نمودار، کمیت‌های الکتریکی مانند ولتاژ و جریان از طریق میله‌ها و حلقه‌ها نمایش داده می‌شوند.

اما در عمل، جریان خروجی این تبدیل‌کننده به طور مستقیم به افت ولتاژ در بار متصل شده و به علاوه ولتاژ ورودی بستگی دارد. چون VR می‌شود. این دلیلی است که این مدار به عنوان یک مدار ناقص یا بد یا نسخه پاسیو شناخته می‌شود.

تبدیل‌کننده ولتاژ به جریان با استفاده از Op-Amp

یک آپ-آمپ برای تبدیل ساده سیگنال ولتاژ به سیگنال جریان متناظر پیاده‌سازی می‌شود. آپ-آمپ استفاده شده برای این منظور IC LM741 است.

این آپ-آمپ برای نگهداری مقدار دقیق جریان با اعمال ولتاژ که لازم است برای حفظ آن جریان در طول مدار طراحی شده است. آنها دو نوع هستند که در زیر به صورت جزئی توضیح داده شده‌اند.

تبدیل‌کننده ولتاژ به جریان با بار شناور

همانطور که از نام آن پیداست، مقاومت بار در این مبدل مدار شناور است. یعنی، مقاومت RL به زمین متصل نیست.

ولتاژ VIN که ولتاژ ورودی است به ترمینال ورودی غیر معکوس داده می‌شود. ترمینال ورودی معکوس توسط ولتاژ بازخورد که در مقاومت RL است، تحریک می‌شود.

این ولتاژ بازخورد توسط جریان بار تعیین می‌شود و در سری با VD که اختلاف ولتاژ ورودی است، قرار دارد. بنابراین این مدار نیز به عنوان تقویت‌کننده بازخورد منفی سری جریان شناخته می‌شود.

برای حلقه ورودی، معادله ولتاژ

از آنجا که A بسیار بزرگ است،