Изучение схем преобразователей напряжение-ток и ток-напряжение и исследование их характеристик

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЕ-ТОК,

ТОК-НАПРЯЖЕНИЕ

Цель работы: изучение схем преобразователей напряжение-ток и ток-напряжение и  исследование их характеристик.

КРАТКИЕ  ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

В промышленных установках при передаче информации по длинным линиям для увеличения помехозащищенности в качестве сигнала используют ток. На входе линии устанавливают преобразователь напряжение - ток, а на выходе при, необходимости, ток - напряжение.

Схема преобразователя напряжение - ток представлена на рис.3.1. Усилитель DA2 схвачен отрицательной обратной связью, а все устройство – положительной через DA2. Последняя компенсирует падение напряжения на нагрузке R_н, тем самым поддерживая ток в нагрузке неизменным.

Покажем это. Для усилителя на DA1 можно записать

DA2 включен по схеме повторителя напряжения и напряжение на его выходе:

U₂ = U₁ - I_н R₅

Теперь

,

или

Если выбрать

то        I_н = U_вх/R₅

Таким образом, ток нагрузки зависит только от величины и знака входного напряжения.

          Схема преобразователя ток-напряжение (усилитель тока) представлена на рис. 3.2. При выполнении условия, что входное сопротивление DA       R_вх >> (R₁ + R₂), схема описывается системой уравнений

где К_уо - дифференциальный коэффициент ОУ

После преобразования, с учетом выполнения условия

,

получим:   U_вых  = -I_вх (R₁ + R₃ + R₁×R₃ / R₂).

Рис. 3.1. Схема преобразователя напряжение-ток

Рис. 3.2. Схема преобразователя ток-напряжение