Источники напряжения, управляемые током.

Для точных измерений слабых токов, в цифроаналоговых преобразователях и в некоторых других устройствах требуется получение напряжения, пропорционального току. При этом во многих случаях необходимо, чтобы источник напряжения, управляемого током, называемый также преобразователем ток-напряжение, имел по возможности минимальные входное и выходное сопротивления.

Схема источника напряжения, управляемого током, приведена на рисунке.

Схема, изображенная на рисунке, пригодна для преобразования в напряжение относительно слабых токов, втекающих в общую точку. Для измерения больших токов в линии, находящейся под относительно высоким потенциалом, может быть использована схема, приведенная на втором рисунке.

Источник напряжения, управляемый током и схема для измерения тока

Ток, протекающий в нагрузку, создает напряжение V _IN на шунте R _Ш, который играет здесь роль датчика тока. Полагаем ОУ идеальным. Тогда через инвертирующий вход усилителя ток не течет и, поскольку напряжение между дифференциальными входами усилителя равно нулю, напряжение V _INприложено к левому резистору R. Ток через резистор R и коллектор транзистора VT

Пренебрегая током базы транзистора, найдем выходное напряжение схемы

Именно по этой схеме выполнен преобразователь ток—напряжение INA168 (границы микросхемы показаны штриховой линией). Он допускает синфазное напряжение на входах до 60 В и коэффициент усиления напряжения, падающего на шунте, до 100. Ток, потребляемый микросхемой, всего 50 мкА. Для иллюстрации приведем несколько примеров микросхем этого класса, различных по характеристикам и внутренней структуре. Так, микросхема LT1787 построена симметрично, т. к. имеет в своем составе усилитель с дифференциальными входами и выходами и нагрузку в виде токового зеркала. Допустимое синфазное напряжение также 60 В. Динамический диапазон — 12 разрядов (72 дБ). Микросхема МАХ471 имеет встроенный шунтовой резистор, рассчитанный на ток до 3 А. В микросхеме МАХ4372 такого резистора нет, но зато ее погрешность преобразования не превышает 0.18%.

Дата добавления: 2015-08-13