Используя один операционный усилитель с резистором, очень легко сделать преобразователь I в V, как показано на диаграмме ниже. Обратите внимание, что если ток течет от I_in
операционного усилителя (назовем это положительным током), то он V_out
будет отрицательным и наоборот. Мы можем легко добиться V_out
того же знака, что и I_in
при добавлении еще одного операционного усилителя в инвертирующую конфигурацию.
Однако возможно ли сделать преобразователь I в V, сохраняющий знак, с помощью одного операционного усилителя?
(Конечно, это возможно путем создания еще одного операционного усилителя из дискретных компонентов, но я не это имею в виду, мне просто интересно, есть ли какая-то простая схема, которая может достичь этого с одним операционным усилителем.)
РЕДАКТИРОВАТЬ: Конечно, для этого можно просто подключить резистор к земле (и, возможно, буферизовать напряжение). Но это означает, что «вход» соответствует выходному напряжению. Но мне было бы интересно иметь преобразователь, для которого вход также поддерживается на уровне 0 В, как и в инвертирующей конфигурации.
смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab
смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab
Рис. 1. Неинвертирующий преобразователь I в V (а) с буфером и (б) без буфера.
Если вам нужен преобразователь IV, который поддерживает на входе 0 В, то он должен потреблять ток, равный входному току. В случае операционного усилителя IV при положительном входном токе (токе, поступающем на вход) выход операционного усилителя становится отрицательным, и ток, равный входному току, протекает через резистор.
Однако не существует компонента, который мог бы создать источник тока с нулевым падением напряжения. Чтобы поглотить ток от узла, находящегося под напряжением 0 В, компоненту потребуется отрицательный источник питания.
Таким образом, вы не можете избавиться от отрицательного источника питания (но вы могли бы, если бы решили удерживать входное напряжение, скажем, немного выше 0 В).
И... с одним операционным усилителем он должен быть инвертирующим. Итак, вы застряли.
Вы можете использовать резистор и операционный усилитель, как предложил транзистор, резистор с очень низким значением и операционный усилитель с высоким коэффициентом усиления дадут вход, «довольно близкий» к 0 В, но это, конечно, приводит к большему количеству ошибок смещения.
дефект
Транзистор
Очаг