Преобразователь напряжения в ток
Выполнила: Проверил:
Юшева Юлия Пасынков Ю.А.
Группа: АО-91
Факультет: АВТ
НОВОСИБИРСК-2001
Содержание:
1. Введение
2. Технические данные для проектирования
3. Структурная схема преобразователя
4. Уравнение преобразования
5. Анализ погрешностей
6. Принципиальная схема
7. Расчет инструментальных погрешностей
8. Заключение
9. Список используемой литературы
10. Спецификация элементов
Введение
При проектировании микроэлектронной аппаратуры обработки аналоговых сигналов часто требуется перейти от одного вида аналогового сигнала к другому. В этих случаях используются схемы взаимного преобразования аналоговых величин, к которым относятся напряжение, интервал времени, ток, сопротивление, температура и т. д. Большинство этих схем в настоящее время реализуется на ОУ, таймерах и перемножителях.
Преобразователи напряжения (U) в ток (I) обычно обеспечивают более качественное решение задачи в измерительных системах, системах обработки сигналов, при передаче сигналов по длинным линиям, при работе ОУ на индуктивную нагрузку и т. д. Однополярные и двухполярные преобразователи используются как для заземленной, так и для незаземленной нагрузки.
Самые простейшие преобразователи напряжения в ток можно получить, используя усилитель, управляющий выходным транзистором.
2. Технические данные для проектирования.
а) Заданные технические данные
б) Дополнительно выбранные данные
3. Структурная схема преобразователя.
Схему преобразователя структурно можно представить в следующем виде:
 |
где
UBX – входное напряжение
IНОМ – номинальный выходной ток
4. Уравнение преобразования
Выходной ток, проходящий через нагрузку, прямо пропорционален напряжению, приложенному к входу и обратно пропорционален сопротивлению преобразователя:
5. Анализ погрешностей
В данной схеме присутствует только инструментальная погрешность, так как методическая погрешность, связанная с сопротивлением источника, равна нулю (считаем, что источник идеальный, т.е. его внутреннее сопротивление равно нулю).
Поэтому рассмотрим только инструментальные погрешности:
1. Погрешность от допусков резисторов
2. Погрешность от ТКС резисторов
3. Погрешность от Есм
4. Погрешность от входных токов.
6. Принципиальная схема.
 |
Расчет элементной базы схемы:
Начальные данные:
Дополнительно выбранный диапазон температур: 
Выбор операционного усилителя.
Особых требований к ОУ не имеем, поэтому для нашей схемы выберем операционный усилитель К154УД2.
Расчет резисторов.
Имеем 
.
Для того, чтобы номинальное напряжение на выходе усилителя было больше, чем напряжение на резисторе 
необходимо, чтобы выполнялось следующее неравенство:
Выберем 
, получим 
- максимальное напряжение на входе усилителя.
Выберем 
. Это сопротивление служит для устранения погрешности от входных токов.
7. Расчет погрешностей
К данной схеме принимаются следующие допущения:
1) Источник входного напряжения является идеальным, следовательно, его внутреннее сопротивление равно нулю.
2) Все резисторы откалиброваны и полностью соответствуют свои номиналам. За счет этого мы не рассматриваем погрешность от допусков резисторов.
Схема преобразователя хороша тем, что устраняется погрешность от входных токов путем выбора 
.
Рассчитаем следующие погрешности:
а) Погрешность от ТКС .
Выберем из серии С2-29В.
У данного резистора 
б) Погрешность от ТКС резисторов в схеме корректировки нуля.
Выберем все резисторы корректировки нуля R3 - R7 из одной серии с одинаковым ТКС (серия С2-29В).
Из расчета получаем единственную погрешность от ТКС = 0,005%.
Данная погрешность удовлетворяет заданной.
8. Заключение.
Данная схема преобразователя напряжения в ток достаточно проста, но в то же время обеспечивает необходимую точность преобразования (погрешность преобразования не более 0,01% ) . Данные качества позволяют широко использовать эту схему в измерительных системах и системах обработки сигналов.
9. Список используемой литературы:
1. Конспект лекций Пасынкова Ю.А.по схемотехнике за 2001 год.
2. Хоровиц П., Хилл У. ”Искусство схемотехники”
3. Кунов В.М. Операционные усилители. Справочник. Новосибирск, 1992.