전압 전류 변환기 (V to I 변환기)

전압-전류 변환기(V to I 변환기)란 무엇인가?

전압-전류 변환기(또는 V to I 변환기라고도 함)는 전류를 입력으로 받아 전압을 출력으로 생성하는 전자 회로입니다.

그렇다면 왜 이렇게 할까요?

측정 회로에서 특정 물리적 양(무게, 압력, 움직임 등)의 아날로그 표현을 만들 때 DC 전류가 선호됩니다.

이것은 DC 전류 신호가 소스에서 부하까지 직렬 회로 전체에서 일정하기 때문입니다. 또한 전류 감지 기기는 노이즈가 적다는 장점이 있습니다.

때로는 특정 전압에 해당하거나 비례하는 전류를 생성하는 것이 필요합니다.

이 목적으로 전압-전류 변환기(또는 V to I 변환기라고도 함)가 사용됩니다. 이는 단순히 전기 데이터의 운반체를 전압에서 전류로 변경할 수 있습니다.

간단한 전압-전류 변환기

전압과 전류 간의 관계를 논할 때, 전압과 전류 사이의 관계를 설명하는 오름의 법칙을 언급하는 것은 당연합니다.

우리 모두가 알고 있듯이, 저항을 포함하는 회로에 전압을 입력하면, 그에 비례하는 전류가 흐르기 시작합니다.

따라서, 저항이 전압 소스 회로에서 전류 흐름을 결정하거나, 또는 선형 회로에 대한 단순한 전압-전류 변환기(즉, V to I 변환기) 역할을 합니다.

저항이 단순한 전압-전류 변환기로 작동하는 회로 도면은 아래와 같습니다. 이 도면에서 전압과 전류 등의 전기량은 각각 막대와 루프로 표시됩니다.

하지만 실제로 이 변환기의 출력 전류는 연결된 부하의 전압 강하뿐만 아니라 입력 전압에도 직접적으로 의존합니다. VR이 되므로. 이것이 이 회로가 불완전하거나 나쁜 버전이라고 하는 이유입니다.

오퍼 앰프를 사용한 전압-전류 변환기

오퍼 앰프는 단순히 전압 신호를 해당하는 전류 신호로 변환하는 데 사용됩니다. 이 목적을 위해 사용되는 오퍼 앰프는 IC LM741입니다.

이 오퍼 앰프는 회로 전체를 통해 전류를 유지하기 위해 필요한 전압을 적용하여 정확한 양의 전류를 유지하도록 설계되었습니다. 이러한 종류는 아래에서 자세히 설명됩니다.

플로팅 부하 전압-전류 변환기

이름에서 알 수 있듯이, 부하 저항은 이 변환기 회로에서 플로팅 상태입니다. 즉, 저항 RL은 지상과 연결되어 있지 않습니다.

입력 전압 VIN은 비역전 입력 단자에 주어집니다. 역전 입력 단자는 RL 저항을 가로질러 있는 피드백 전압에 의해 구동됩니다.

이 피드백 전압은 부하 전류에 의해 결정되며, 입력 차동 전압 VD와 직렬로 연결됩니다. 따라서 이 회로는 현재 시리즈 음수 피드백 증폭기라고도 알려져 있습니다.

입력 루프에 대한 전압 방정식은

A가 매우 크므로,
따라서,

오퍼 앰프에 대한 입력으로,