1.4.3.5.5 Преобразователь «напряжение-ток» с напряжением (988499)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Преобразователь «напряжение-ток» с напряжением

на нагрузке, равным синфазному напряжению ОУ

В ряде случаев используют схему преобразователя «напряжение-ток», показанную на рис. 19.

R₂

R₁

R₃

R₄

Uвх

Uн

Rн

U+

U-

Uвых

Iн

Рис. 19. Инвертирующая схема преобразователя «напряжение-ток»

с синфазным напряжением ОУ на нагрузке

Для вывода расчетных соотношений запишем следующие уравнения :

где : R_п=R₁ //R₂; R_п’=R₃ //R₄ //R_н. Выражая из приведенных уравнений ток I_н, можно получить :

При обеспечении равенства

данная схема превращается в источник тока, при этом выходной ток имеет вид :

Обозначая соотношение резисторов через n :

выходное напряжение ОУ можно выразить следующим образом :

или

Из этой формулы видно, что выходное напряжение ОУ значительно превосходит напряжение на нагрузке, что является существенным недостатком схемы.

На рис. 20 представлена неинвертирующая схема преобразователя «напряжение-ток» с синфазным напряжением ОУ на нагрузке.

R₂

R₁

R₄

R₃

Rн

Uвх

Uн

U-

U+

Iн

Uвых

Рис. 20. Неинвертирующая схема преобразователя «напряжение-ток»

с синфазным напряжением ОУ на нагрузке

Получение расчетных соотношений произведем таким же образом, как и для предыдущей схемы :

где : R_п=R₁ //R₂; R_п’=R₃ //R₄ //R_н. Выражая из приведенных уравнений ток I_н, можно получить следующее выражение :

При соблюдении равенства :

,

окончательно можно записать :

Сравнивая данное выражение с выражением для тока нагрузки, полученным ранее, можно заключить, что в данном случае он определяется также как и для схемы рис. 19, только направление его противоположно.

Выходное напряжение для схемы можно получить в виде :

оно меньше по модулю, чем выходное напряжение для предыдущей схемы, однако оно все равно существенно больше, чем напряжение на нагрузке. В случае, если на схему одновременно воздействуют два напряжения U₁ и U₂, так, как это показано на рис. 21, то выражения для выходного тока и напряжения можно (используя принцип суперпозиции) записать в виде:

В данном случае выходное напряжение существенно меньше, чем при действии по отдельности U₁ и U₂.

U₁

U₂

Рис. 21. Дифференциальная схема преобразователя «напряжение-ток»

с синфазным напряжением ОУ на нагрузке

Методика расчета преобразователя «напряжение-ток»

с синфазным напряжением ОУ на нагрузке

1. Заданными величинами являются :

U_вх ^max; R_н ^max; I_н ^max; U_вых ^max.

1. Рассчитывается значение резистора R₄:

,

или для схемы рис. 21:

1. Зная значение резистора R₄ и помня о том, что R₃=nR₄, из соответствующих формул для выходного напряжения можно найти значение n.

1. Для схемы, приведенной на рис. 20, n ищется в виде:

1. Для схемы, приведенной на рис. 19, n находим из соотношения:

1. Для схемы, приведенной на рис. 21:

1. Используя равенство:

по известным n и R₄ можно определить R₃ , а задавшись R₂, можно определить R₁:

.

Пример 1 :

Произведем расчет для схемы, представленной на рис. 19.

1. Пусть заданы:

U_вх ^max=10 B; R_н ^max=1 кОм; U_вых ^max=12 B; I_н ^max=5 мА.

1. Вычислим значение резистора R₄:

1. Находим значение n из соотношения :

1. Находим значение резистора R₃:

Выбираем значение резистора R₂=10 кОм, тогда

1. Проверяем значение максимального выходного тока, который отбирается от ОУ.

.

Таким образом, ОУ должен иметь возможность отдать в нагрузку ток более, чем 8.2 мА.

Пример 2 :

Произведем расчет схемы, приведенной на рис. 20.

1. Пусть заданы:

U_вх ^max=10 B; R_н ^max=1 кОм; U_вых ^max=12 B; I_н ^max=5 мА.

1. Вычисляем значение резистора R₄:

1. Находим значение n из соотношения :

1. Находим значение резистора R₃.

Выбираем значение резистора R₂=10 кОм, тогда

1. Проверяем значение максимального выходного тока, который отбирается от ОУ.

Как видно, в данной схеме нагрузка на ОУ существенно ниже, чем в предыдущей и поэтому она более предпочтительна.

Пример 3 :

Произведем расчет для схемы, представленной на рис. 21. Исходные данные те же:

1. (U₁-U₂) ^max=10 B; R_н ^max=1 кОм; U_вых ^max=12 B; I_н ^max=5 мА.

1. Вычислим значение резистора R₄:

1. Находим значение n из соотношения:

1. Находим значение резистора R₃:

Выбираем значение резистора R₂=10 кОм, тогда

1. Проверяем значение максимального выходного тока, который отбирается от ОУ.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов учебной работы