Convertisseurs de grandeurs électriques

La tension et le courant sont les grandeurs électriques de base. Ils peuvent être convertis les uns aux autres selon les besoins.Voltage to Current Converter et actuel à Voltage Convertersont les deux circuits qui aident à une telle conversion. Ce sont également des applications linéaires des amplis-op. Ce chapitre les aborde en détail.

Convertisseur de tension en courant

UNE voltage to current converter ou V to I converter, est un circuit électronique qui prend le courant comme entrée et produit une tension comme sortie. Cette section traite du convertisseur tension / courant basé sur l'ampli opérationnel.

Un convertisseur tension-courant basé sur l'amplificateur opérationnel produit un courant de sortie lorsqu'une tension est appliquée à sa borne non inverseuse. lecircuit diagram d'un convertisseur tension-courant basé sur l'amplificateur opérationnel est illustré dans la figure suivante.

Dans le circuit illustré ci-dessus, une tension d'entrée $ V_ {i} $ est appliquée à la borne d'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel. Selon levirtual short concept, la tension à la borne d'entrée inverseuse d'un ampli opérationnel sera égale à la tension à sa borne d'entrée non inverseuse. Ainsi, la tension à la borne d'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel sera $ V_ {i} $.

le nodal equation au nœud de la borne d'entrée inverseuse est -

$$ \ frac {V_i} {R_1} -I_ {0} = 0 $$

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

Ainsi, le output current $ I_ {0} $ d'un convertisseur tension-courant est le rapport de sa tension d'entrée $ V_ {i} $ et de sa résistance $ R_ {1} $.

Nous pouvons réécrire l'équation ci-dessus comme -

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

L'équation ci-dessus représente le rapport du courant de sortie $ I_ {0} $ et de la tension d'entrée $ V_ {i} $ et il est égal à l'inverse de la résistance $ R_ {1} $ Le rapport du courant de sortie $ I_ { 0} $ et la tension d'entrée $ V_ {i} $ est appelée comme Transconductance.

On sait que le rapport de la sortie et de l'entrée d'un circuit est appelé gain. Ainsi, le gain d'un convertisseur tension-courant est la transconductance et il est égal à l'inverse de la résistance $ R_ {1} $.

Convertisseur courant-tension

UNE current to voltage converter ou I to V converterest un circuit électronique qui prend le courant comme entrée et produit une tension comme sortie. Cette section traite du convertisseur courant-tension basé sur l'amplificateur opérationnel.

Un convertisseur courant-tension basé sur l'amplificateur opérationnel produit une tension de sortie lorsqu'un courant est appliqué à sa borne inverseuse. lecircuit diagram d'un convertisseur courant-tension basé sur l'amplificateur opérationnel est illustré dans la figure suivante.

Dans le circuit illustré ci-dessus, la borne d'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel est connectée à la masse. Cela signifie que zéro volt est appliqué à sa borne d'entrée non inverseuse.

Selon le virtual short concept, la tension à la borne d'entrée inverseuse d'un ampli opérationnel sera égale à la tension à sa borne d'entrée non inverseuse. Ainsi, la tension à la borne d'entrée inverseuse de l'ampli-op sera de zéro volt.

le nodal equation au nœud du terminal inverseur est -

$$ - I_ {i} + \ frac {0-V_0} {R_f} = 0 $$

$$ - I_ {i} = \ frac {V_0} {R_f} $$

$$ V_ {0} = - R_ {t} I_ {i} $$

Ainsi, le output voltage,$ V_ {0} $ du convertisseur courant-tension est le produit (négatif) de la résistance de rétroaction, $ R_ {f} $ et du courant d'entrée, $ I_ {t} $. Observez que la tension de sortie, $ V_ {0} $ a unnegative sign, ce qui indique qu'il existe une différence de phase de 180 ⁰ entre le courant d'entrée et la tension de sortie.

Nous pouvons réécrire l'équation ci-dessus comme -

$$ \ frac {V_0} {I_i} = - R_ {f} $$

L'équation ci-dessus représente le rapport de la tension de sortie $ V_ {0} $ et du courant d'entrée $ I_ {i} $, et elle est égale au négatif de la résistance de rétroaction, $ R_ {f} $. Le rapport entre la tension de sortie $ V_ {0} $ et le courant d'entrée $ I_ {i} $ est appelé commeTransresistance.

Nous savons que le rapport de sortie et d'entrée d'un circuit est appelé comme gain. Ainsi, le gain d'un convertisseur courant-tension est sa résistance trans et il est égal à la résistance de rétroaction (négative) $ R_ {f} $.