9. Преобразователи «напряжение — ток»

Мощный преобразователь «напряжение — ток». В схеме преобразователя на рис. 2.37 коллекторный ток транзистора VT4 определяется выражениемli=U₃$R. Этот ток создает падение на­пряжения на переходе коллектор — эмиттер транзистораVTL.

Рис. 2.37

Поскольку транзисторы VT1 иVT2 одного типа, то на втором транзисторе будет аналогичное напряжение. Это напряжение вы­звано током, протекающим через транзисторVT3. Максимальный выходной ток определяется допу­стимой мощностью рассеивания транзистораVT3. Для токов свы­ше 5 мА линейность преобразова­ния выше 1%. Для стабилизации работы ОУ необходимо между вы­водами 5 и6 подключить конден­саторС = 56 пФ, а между выхо­дами 1 и8 — последовательно включенные резисторR = 1,5 кОм и конденсатор С=300 пФ. Двухполярный источник тока. Схема преобразования источника напряжения в двухполярный источник тока (рис. 2.38) построена на основе генератора тока, выполненного на полевом транзисторе. Независимо от полярности входного напряжения на сток транзисто­ра подается минус по отношению к истоку. Он всегда находится в нормальном режиме включения. Это достигается диодной мостовой схемой. Транзистор начинает проводить при входном напряжении больше 1,4 В. Режим стабилизации тока происходит приU>6 В.

В устройстве вместо диодов КД503 можно применить интеграль­ную микросхему КЦ403, а для выходного тока более 100 мА — К142НД5 при соответствующей замене полевого транзистора на КП903В.

Рис. 2.38

Преобразователь «напряжение — ток». Преобразование напря жения в ток осуществляется на выходе ОУ DA1 (рис., 2.39). Две по­следующие интегральные микросхемы осуществляют контроль вы-

.ходного тока. Микросхема DA2 является повторителем, а на выходе интегральной микросхемыDA3 устанавливается напряжение, равное падению напряжения на резистореR3. Это напряжение подается на вход ОУDA1, где оно сравнивается с входным напряжением. Кру­тизна передаточной характеристики равна 0,5 мА/В. При этом нелинейность характеристики не хуже 0,05 % при сопротивлении нагруз­ки меньше 1 кОм. Выходной ток регулируется в пределах от — 5 до +5мА. Температурная нестабильность выходного тока 0,01 мкА/град. Выходное сопротивление более 5 кОм.

Двухполярный преобразователь «напряжение — ток». Основные параметры схемы на рис. 2.40 описываются выражением

где Iн — ток, протекающий на выходе схемы;U₂— напряжение на выходе интегральной микросхемыDA1. Если сопротивления резисто­ров выбраны таким образом, что R₁/(R₁+R₂)=Rз/(Rз+R₄), тоIп= = Uвх/R₅. В зависимости от знака входного напряжения выходной ток может иметь как положительную, так и отрицательную поляр­ность.

Рис. 2.39 Рис 2.40

Рис. 2.41

Преобразователь «ток — напряжение». Преобразователь (рис. 2.41) построен на принципе усилении напряжения, которое образуется на низкоомном сопротивлении от протекающего входного тока U_вых=КI_вх. Коэффициент преобразования схемы K-= R₆(R3/R4). Для настройки ОУ приI_вх=0 служит резисторR2.

В схеме рис. 2.41, с часть входного тока ответвляется в цепь Ri+R₃. В схеме рис. 2.41,6 потери входного тока отсутствуют. Здесь можно увеличить коэффициент преобразования до 100, уменьшить сопротив­ление резистораR4 и увеличитьR5.