Преобразователи напряжения в ток (V to I Converters)

Что такое преобразователь напряжения в ток (V to I Converter)?

Преобразователь напряжения в ток (также известный как V to I Converter) — это электронная схема, которая принимает напряжение на вход и выдает ток на выход.

Но почему мы делаем это?

Для измерительных цепей, когда создается аналоговое представление определенных физических величин (вес, давление, движение и т.д.), предпочтительно использовать постоянный ток.

Это связано с тем, что сигналы постоянного тока будут оставаться постоянными во всей цепи от источника до нагрузки. Измерительные приборы, работающие с током, также имеют преимущество в виде меньшего уровня шума.

Поэтому иногда необходимо создать ток, соответствующий или пропорциональный определенному напряжению.

Для этой цели используются преобразователи напряжения в ток (также известные как V to I конвертеры). Они могут просто изменить носителя электрических данных с напряжения на ток.

Простой преобразователь напряжения в ток

Когда мы говорим о связи между напряжением и током, очевидно, следует упомянуть закон Ома.

Мы все знаем, что когда мы подаем напряжение на вход цепи, состоящей из резистора, пропорциональный ток начнет протекать через него.

Таким образом, очевидно, что резистор определяет течение тока в цепи с источником напряжения или выполняет функцию простого преобразователя напряжения в ток (т.е. V to I конвертера) для линейной цепи.

Схема резистора, который выполняет функцию простого преобразователя напряжения в ток, представлена ниже. В этой схеме электрические величины, такие как напряжение и ток, представлены через полосы и петли соответственно.

Однако на практике выходной ток этого преобразователя зависит напрямую от падения напряжения на подключенной нагрузке, а также от входного напряжения. Поскольку VR становится. Именно поэтому эта схема считается несовершенной или пассивной версией.

Преобразователь напряжения в ток с использованием операционного усилителя

Операционный усилитель (ОУ) используется для простого преобразования сигнала напряжения в соответствующий сигнал тока. Для этой цели используется микросхема LM741.

Этот операционный усилитель предназначен для поддержания точного значения тока путем применения напряжения, необходимого для поддержания этого тока по всей цепи. Существует два типа таких преобразователей, которые подробно описаны ниже.

Преобразователь напряжения в ток с плавающей нагрузкой

Как следует из названия, резистор нагрузки плавает в этой схеме преобразователя. То есть, резистор RL не соединен с землей.

Напряжение VIN, которое является входным напряжением, подается на неинвертирующий вход. Инвертирующий вход управляет обратным напряжением, которое находится на резисторе RL.

Это обратное напряжение определяется током нагрузки и находится в серии с VD, которое является входным дифференциальным напряжением. Поэтому эта схема также известна как усилитель с отрицательной обратной связью по току.

Для входной цепи уравнение напряжения имеет вид

Поскольку A очень велико,
Итак,