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.

В показанной выше схеме входное напряжение $V_ {i}$ 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 $V_ {i}$.

Узловое уравнение в узле инвертирующего входного терминала —

 гидроразрываViR1−I0=0 $$\ гидроразрыва {V_i} {} R_1 -I_ {0} = 0$$

$$=> I_ {0} = \ {гидроразрыва V_t} {R_1}$$

Таким образом, выходной ток $I_ {0}$ преобразователя напряжения в ток представляет собой отношение его входного напряжения $V_ {i}$ и сопротивления $R_ {1}$.

Мы можем переписать приведенное выше уравнение как —

$$\ гидроразрыва {I_0} {V_i} = \ гидроразрыва {1} {R_1}$$

Вышеупомянутое уравнение представляет отношение выходного тока $I_ {0}$ и входного напряжения $V_ {i}$, и оно равно обратной величине сопротивления $R_ {1}$ Соотношение выходного тока $I_ { 0}$, а входное напряжение $V_ {i}$ 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 $R_ {1}$.

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.

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 —

$$- I_ {я} + \ гидроразрыва {0-v_0} {R_F} = 0$$

$$- I_ {я} = \ {гидроразрыва v_0} {R_F}$$

$$V_ {0} = - R_ {T} I_ {я}$$

Таким образом, выходное напряжение преобразователя тока в напряжение $V_ {0}$ является (отрицательным) произведением сопротивления обратной связи $R_ {f}$ и входного тока $I_ {t}$. Обратите внимание, что выходное напряжение $V_ {0}$ имеет отрицательный знак , который указывает на наличие разности фаз 180 ⁰ между входным током и выходным напряжением.

Мы можем переписать приведенное выше уравнение как —

$$\ гидроразрыва {v_0} {I_i} = - R_ {е}$$

Вышеупомянутое уравнение представляет отношение выходного напряжения $V_ {0}$ и входного тока $I_ {i}$, и оно равно отрицательному значению сопротивления обратной связи, $R_ {f}$. Соотношение выходного напряжения $V_ {0}$ и входного тока $I_ {i}$ 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 $R_ {f}$.