Konwertery napięcia na prąd (konwertery V na I)
Co to jest przetwornik napięcia na prąd (V do I)?
Przetwornik napięcia na prąd (znany również jako V do I) to obwód elektroniczny, który przyjmuje prąd jako wejście i generuje napięcie jako wyjście.
Ale dlaczego robimy to?
W obwodach pomiarowych, gdy tworzy się analogowe reprezentacje pewnych fizycznych wielkości (wagi, ciśnienia, ruchu itp.), preferowany jest prąd stały.
To dlatego, że sygnały prądu stałego będą stałe w całym obwodzie szeregowym od źródła do obciążenia. Przyrządy pomiarowe prądu mają także zaletę mniejszego hałasu.
Czasami jest niezbędne stworzenie prądu, który jest odpowiedni lub proporcjonalny do określonego napięcia.
W tym celu używane są Przetworniki napięcia na prąd (znane również jako V do I). Mogą one po prostu zmienić nośnik danych elektrycznych z napięcia na prąd.
Prosty przetwornik napięcia na prąd
Gdy mówimy o związku między napięciem a prądem, oczywiste jest wspomnienie o Prawie Ohma.
Wiadomo, że podając napięcie jako wejście do obwodu zawierającego rezystor, proporcjonalny prąd zacznie płynąć przez niego.
Więc jasne jest, że rezystor decyduje o przepływie prądu w obwodzie źródła napięcia lub działa jako prosty przetwornik napięcia na prąd (tj. V do I) dla obwodu liniowego.
Schemat obwodu rezystora, który działa jako prosty przetwornik napięcia na prąd, przedstawiono poniżej. W tym schemacie, wielkości elektryczne takie jak napięcie i prąd są reprezentowane poprzez paski i pętle odpowiednio.
Jednak w praktyce, wyjściowy prąd tego przetwornika zależy bezpośrednio od spadku napięcia na połączonym obciążeniu, oprócz napięcia wejściowego. Ponieważ, VR staje się
. To jest powód, dla którego ten obwód jest uważany za niedoskonały, zły lub pasywną wersję.
Przetwornik napięcia na prąd z użyciem wzmacniacza operacyjnego
Wzmacniacz operacyjny jest zaimplementowany, aby po prostu przekonwertować sygnał napięcia na odpowiadający mu sygnał prądowy. Wzmacniacz operacyjny używany do tego celu to IC LM741.
Ten wzmacniacz operacyjny jest zaprojektowany, aby utrzymywać precyzyjną ilość prądu, stosując napięcie, które jest niezbędne do utrzymania tego prądu w całym obwodzie. Istnieją dwa rodzaje, które są szczegółowo opisane poniżej.
Przetwornik napięcia na prąd z obciążeniem pływającym
Jak nazwa wskazuje, obciążenie rezystora jest pływające w tym obwodzie przetwornika. Rezystor RL nie jest połączony z ziemią.
Napięcie, VIN, które jest napięciem wejściowym, jest podawane do nierewersywnego wejścia. Wejście rewersywnego jest sterowane napięciem sprzężenia zwrotnego, które jest na rezystorze RL.
To napięcie sprzężenia zwrotnego jest określone przez prąd obciążenia i jest ono szeregowe z VD, które jest różnicą napięć wejściowych. Dlatego ten obwód jest również znany jako wzmacniacz z ujemnym sprzężeniem zwrotnym szeregowym prądu.
Dla pętli wejściowej, równanie napięcia wynosi
Ponieważ A jest bardzo duże,
Więc,
Ponieważ, wejście do
