Scrigroup - Documente si articole

Username / Parola inexistente      

Home Documente Upload Resurse Alte limbi doc  

CATEGORII DOCUMENTE





AeronauticaComunicatiiElectronica electricitateMerceologieTehnica mecanica


Convertorul tensiune-curent (U-I)

Electronica electricitate

+ Font mai mare | - Font mai mic







DOCUMENTE SIMILARE

Trimite pe Messenger
OSCILITOARE - Oacilatorul
Autotransformatorul
PROIECT DE DIPLOMA - MODELAREA SI SIMULAREA FUNCTIONARII DINAMICE A UNEI CENTRALE CELUE DE COMBUSTIE TURBINE CU GAZE
Circuit pentru comanda in faza a tiristoarelor βAA145
CIRCUIT DIVIZOR DE CURENT
Receptorul digital Strong SRT4401
MATERIALE, APARATE, ECHIPAMENTE SI RECEPTOARE - TIPURI DE INSTALATII ELECTRICE
Compatibilitate electromagnetica
EVOLUTIA IN EUROPA A CONCEPTULUI DESPRE SERVICII PUBLICE DE ALIMENTARE CU ENERGIE TERMICA A LOCALITATILOR
DISTRIBUTIA TRANZITORIE DE TEMPERATURA INTR-O PLACA METALICA SUBTIRE

Convertorul tensiune-curent (U-I)

Cand este nevoie de transmiterea unui semnal intr-o linie mai lunga pe o impedanta si daca acest semnal este de tip tensiune, datorita impedantei liniei se pierde foarte mult din semnal. Din aceasta cauza semnalul va trebui sa fie sub forma de curent care poate fi identic de la inceputul pana la sfarsitul liniei. Iata deci o aplicatie in care nu trebuie sa transformam semnalul de tip tensiune in semnal de tip curent (convertor U-I). Mai sunt destul de multe aplicatii care necesita o astfel de conversie.



Exista o multitudine de convertoare U-I si vom incerca o detaliere a acestora.

a.Convertoare U-I cu sarcina flotanta

Sunt cele mai simple si au ca sursa de pornire un amplificator operational la care rezistenta de reactie va fi iesirea impedantei de sarcina.

Fig 5.1. Convertor U-I cu sarcina flotanta in configuratie de inversor

Intr-o configuratie de inversor (fig 5.1) putem scrie:

(5.1)

adica tocmai dependenta direct proportionala a curentului din sarcina de tensiunea de intrare.

Fig.5.2. Convertor U-I cu sarcina flotanta in configuratie de neinversor

Si in cazul configuratiei de neinversor avem aceeasi dependenta:

(5.2)

Problema care se pune aici este ca prin impedanta de sarcina vom avea totusi un curent mic conexiunile respective nepermitand mai mult din cauza posibilitatilor de la tensiunea AO.

Plasand un tranzistor bipolar pe iesire vom creste curentul de sarcina de ()ori.

 

 

Fig.5.3. Convertor U-I cu sarcina flotanta pentru curenti de sarcina mai mari

In ambele cazuri curentul de sarcina este:

(5.3)

va fi de ori mai mare decat curentul din iesirea AO.

Variantele prezentate sunt valabile si pentru configuratia neinversoare a AO (fig. 5.5)

Fig.5.5. Varianta neinversoare a circuitelor din fig. 4.4.2

O schema mai practica, atunci cand se au in vedere ambele polaritati pentru semnalul de intrare poate fi ca in fig.5.4.

Fig.5.4. Convertor U-I in sarcina flotanta pentru ambele polaritati ale Vi

6. Convertorul U-I cu sarcini catre sursa de alimentare

Intr-o prima varianta, daca vom cupla sarcina la polaritatea pozitiva (fig.5.6) obtinem un convertor care functioneaza numai pentru tensiuni de intrare pozitive, tranzistorul folosit fiind de tip npn.

Fig.5.6. Convertor U-I unidirectional pentru

Pentru acest circuit avem:

(5.4)

, unde

(5.5)

si rezulta:

(5.6)

Un circuit similar obtinem pentru tensiuni de tensiuni negative (fig.5.7)

Fig.5.7.Convertor U-I unidiretional pentru

Relatiile fiind asemanatoare nu le vom mai scrie dar trebuie sa facem remarca asupra posibilitatii de crestere a curentului din sarcina prin folosirea celor doua tranzistoare (pnp) in montaj Darlington.

Pentru extindrea ariei de exemplificare prezentam si varianta realizata

cu tranzistor unipolar (fig.5.8)

Fig.5.8. Convertor U-I , varianta cu tranzistor unipolar

Pentru aceasta varianta sunt valabile relatiile:

(5.7)

(5.8)

si rezulta

unde (5.10)

si din care vom avea:

(5.11)

adica tocmai caracteristica liniara a convertorului U-I.

c. Convertorul U-I cu sarcina conectata la masa

Exista si aici mai multe variante utile. O schema de principiu este prezentata in fig.5.9.

Fig.5.9. Convertor U-I cu intrare diferentiala

Este vorba de un convertor U-I cu intrare diferentiala pentru care putem scrie relatiile:

(5.12)

(5.13)




(5.14)

(5.15)

din care in conditiile alegerii rezistentelor conform rapoartelor

(5.16)

va rezulta:

(5.17)

adica ceea ce ne doream, dependenta directa a curentului prin sarcina de tensiune diferentiala de intrare.

Desigur, exista si cateva variante imbunatatite pornind de la aceasta schema de principiu.

Fig 5.10. Convertor U-I cu intrare diferentiala cu impedanta mare de intrare

Pentru asigurarea unei impedante mari de intrare se poate plasa cate un etaj repetor pe intrare (fig 5.10) pentru care ramane valabila relatia(5.17).

Circuitul prezentat in fig. 5.11 reprezinta un convertor U-I de precizie cu intrare diferentiala.

Fig.5.11. Convertor U-I de precizie

Circuitul are o intrare diferentiala pe o structura asemanatoare cu cele de la amplificatoarele de instrumentatie.

Functia de transfer a circuitului va fi data de relatia:

(5.18)

Fara de schema prezentata la fig.5.10 se constata largirea posibilitatilor de obtinere a unor curenti mai mari prin folosirea unui tranzistor npn in iesire.

Pentru o eventuala tema de studiu propunem doua scheme de conectare U-I cu AO.

Fig.5.12 Varianta (I) de convector U-I cu AO

Pentru prima varianta este un repetor si curentul I va fi identic prin si

Avand in vedere relatiile ce se pot scrie pentru acest circuit vom obtine:

(5.19)

La care punem conditia:

adica

(5.20)


de unde obtinem

(5.21)

ceea ce arata ca

(5.22)

Pentru a doua varianta (fig.5.13) se impun cateva conditii care dau anumite relatii dintre rezistoare.

Fig.5.13. Varianta (II) de convertor U-I cu AO

Pentru primul AO putem scrie:

(5.23)

de unde rezulta ca

(5.24)

Pentru putem scrie:

(5.25)

Aceasta relatie a putut fi scrisa in baza faptului ca dinspre amplificatorul este un neinversor (cu pe intrare) iar dinspre este un inversor.

Rezulta relatia:

(5.26)

si (5.27)

de unde tinand seama si de relatia (4.55) rezulta

(5.28)

adica aceeasi dependenta liniara a curentului de iesire de tensiunea de intrare. Daca in fig.5.9 am prezentat convertorul U-I pe structura de amplificator diferential cu sarcini la masa , in fig.5.14 sunt prezentate convertoare U-I pe structura de inversor si neinversor cu sarcini la masa.

Fig.5.14 Convertor U-I pe structura de inversor(a) si neinversor(b) cu sarcine la masa

Un caz special al acestor convertoare il reprezinta transmitatoarele pe doua fire (TWT- Two Wire Transmitter) care in comunicatii reprezinta finalitatea convertorului U-I.

Pentru transmiterea unui semnal in linie este mai util ca aceata sa fie de curent. De asemenea sunt monitorizate si intervalele de curent in care sa transmitem semnalele.

In fig.5.15. este prezentat un convertor U-I la care incadrat in linie punctata este un amplificator diferential de precizie () in configuratie de convertor U-Iiar primul amplificator este in configuratie de sumator pentru stabilirea unui nivel de curent continuu necesar asigurarii domeniului curentului de iesire de 4-20mA.

Fig.5.15. Convertor U-I pentru TWT (4-20mA)

Exista si circuite integrate specializate ce realizeaza aceasta functie. Iata cum circuitul XTR 101, de fabricatie Barr Brown, este conectat (fig.5.16) pentru a prelua semnale de la o punte rezistiva de traductoare.

Fig.5.16. Aplicatie TWT a circuitului integrat XTR101

Cataloagele de specialitate ne prezinta si aplicatii cu semnale de la termocuplu, RTD etc.

Un calcul pentru acest circuit arata ca vom avea un curent

(5.29)

adica un etaj de iesire in plus va asigura o caracteristica liniara a curentului iesire () fata de curentul furnizat de XTR101 () avand si rolul de nedistorsionare a semnalului functie de referinta tensiunii de alimentare.








Politica de confidentialitate

DISTRIBUIE DOCUMENTUL

Comentarii


Vizualizari: 2080
Importanta: rank

Comenteaza documentul:

Te rugam sa te autentifici sau sa iti faci cont pentru a putea comenta

Creaza cont nou

Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2019 . All rights reserved

Distribuie URL

Adauga cod HTML in site