Учебники

Преобразователи электрических величин

Напряжение и ток являются основными электрическими величинами. Они могут быть преобразованы друг в друга в зависимости от требований. Преобразователь напряжения в ток и преобразователь тока в напряжение – две схемы, которые помогают в таком преобразовании. Это также линейные применения операционных усилителей. В этой главе они обсуждаются подробно.

Преобразователь напряжения в ток

Преобразователь напряжения в ток или преобразователь V в I – это электронная схема, которая принимает ток в качестве входа и производит напряжение в качестве выхода. В этом разделе обсуждается преобразователь напряжения в ток на основе операционного усилителя.

Преобразователь напряжения в ток на основе операционного усилителя создает выходной ток, когда напряжение подается на его неинвертирующий вывод. Принципиальная электрическая схема преобразователя напряжения в ток на основе операционного усилителя показана на следующем рисунке.

Текущий преобразователь

В показанной выше схеме входное напряжение Vi подается на неинвертирующий входной вывод операционного усилителя. Согласно концепции виртуального короткого замыкания , напряжение на инвертирующей входной клемме операционного усилителя будет равно напряжению на его неинвертирующей входной клемме. Таким образом, напряжение на инвертирующей входной клемме операционного усилителя будет составлять Vi.

Узловое уравнение в узле инвертирующего входного терминала –

 гидроразрываViR1I0=0

=>I0= гидроразрываVtR1

Таким образом, выходной ток I0 преобразователя напряжения в ток представляет собой отношение его входного напряжения Vi и сопротивления R1.

Мы можем переписать приведенное выше уравнение как –

 гидроразрываI0Vi= гидроразрыва1R1

Вышеупомянутое уравнение представляет отношение выходного тока I0 и входного напряжения Vi, и оно равно обратной величине сопротивления R1 Соотношение выходного тока I0, а входное напряжение Vi называется Transconductance .

Мы знаем, что соотношение выхода и входа цепи называется усилением. Таким образом, коэффициент усиления преобразователя напряжения в ток является Transconductance, и он равен обратной величине сопротивления R1.

Преобразователь тока в напряжение

Преобразователь тока в напряжение или преобразователь I в V – это электронная схема, которая принимает ток в качестве входа и производит напряжение в качестве выхода. В этом разделе обсуждается преобразователь тока в напряжение на основе операционного усилителя.

Преобразователь тока в напряжение на основе операционного усилителя создает выходное напряжение при подаче тока на его инвертирующий вывод. Принципиальная схема преобразователя тока в напряжение на основе операционного усилителя показана на следующем рисунке.

Преобразователь напряжения

В схеме, показанной выше, неинвертирующий входной терминал операционного усилителя подключен к земле. Это означает, что на его неинвертирующую входную клемму подается нулевое напряжение.

Согласно концепции виртуального короткого замыкания , напряжение на инвертирующей входной клемме операционного усилителя будет равно напряжению на его неинвертирующей входной клемме. Таким образом, напряжение на инвертирующей входной клемме операционного усилителя будет равно нулю.

Узловое уравнение в узле инвертирующего терминала –

Iя+ гидроразрыва0v0RF=0

Iя= гидроразрываv0RF

V0=RTIя

Таким образом, выходное напряжение преобразователя тока в напряжение V0 является (отрицательным) произведением сопротивления обратной связи Rf и входного тока It. Обратите внимание, что выходное напряжение V0 имеет отрицательный знак , который указывает на наличие разности фаз 180 0 между входным током и выходным напряжением.

Мы можем переписать приведенное выше уравнение как –

 гидроразрываv0Ii=Rе

Вышеупомянутое уравнение представляет отношение выходного напряжения V0 и входного тока Ii, и оно равно отрицательному значению сопротивления обратной связи, Rf. Соотношение выходного напряжения V0 и входного тока Ii называется Transresistance .

Мы знаем, что соотношение выхода и входа схемы называется усилением . Таким образом, коэффициент усиления преобразователя тока в напряжение является его транс-сопротивлением и равен (отрицательному) сопротивлению обратной связи Rf.