电流电压转换器

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电流电压转换器(也称为电流电压转换器或I-V转换器)是一种将输入电流转换为成比例输出电压的电子放大器。因此它是一个电流控制的电压源。 输出电压与输入电流之比称为互阻抗 Z=UaI 表示,其单位与阻抗(ohm)相同。 理想情况下,电流电压转换器具有零输入电阻和非常低的输出电阻。 放大器电路由“常规”压控运算放大器(VV-OPV)组成,不应与电流反馈运算放大器(CV-OPV)组件混淆。 运算放大器的同...

电流电压转换器

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电流电压转换器(也称为电流电压转换器或 I-V 转换器)是一种将输入电流转换为成比例输出电压的电子放大器。 因此它是一个电流控制的电压源。

输出电压与输入电流之比称为互阻抗

Z = U a I

表示,其单位与阻抗 (ohm) 相同。

理想情况下,电流电压转换器具有零输入电阻和非常低的输出电阻。

功能说明

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放大器电路由“常规”压控运算放大器 (VV-OPV) 组成,不应与电流反馈运算放大器 (CV-OPV) 组件混淆。

运算放大器的同相输入端接地; 电流信号被发送到反相输入。 运算放大器通过欧姆电阻 R 反馈。 凭借其非常高的增益和 R提供的负反馈,运算放大器确保两个 OPV 输入之间的电压差仅为几分之一毫伏。 结果,电流源 I  、 R和 OPV 输入之间的连接点变成了所谓的虚地,实际上就像电压对地短路。 待测电流会导致恒定的零压降。

作为节点规则的结果,根据节点规则,此时所有具有正确符号的电流之和为零(理想情况下没有电流流入 OPV 输入),R 的输出电压为 U a 到:

U a = − R ⋅ I

或放大或互阻 Z  单位为伏特/安培(=欧姆):

Z = − R

实际上,该符号表示从地面流出(即流向 OPV)的测量电流会导致负输出电压。 与使用分流器进行电流测量相比的优势在于,使用电流电压转换器进行电流测量的电压降可以忽略不计。

电流电压转换器

申请

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电流电压转换仪用于测量技术,除其他外,可以精确测量小电流(例如光电流)。 可以精确测量几纳安的输入电流或几纳瓦的光输出。 但是,灵敏度越高,截止频率越低。

适用于通常在其上运行的光电二极管的测量目的的一种工作模式是准短路:光电二极管在其端子未施加电压的情况下产生光电流。 在这种模式下,光电二极管没有泄漏电流,不会干扰反向偏置操作。 以准短路方式工作的光电二极管通常将阴极连接到输入端,阳极接地,因此当光入射时,输出电压为正,而 OPV 通常不需要负工作电压。

由于光电二极管的交流电压在理想的电流电压转换器中为 0,因此其结电容仅在放大器的行为中起作用——它会导致反馈信号的相移和频率限制。 当二极管反向偏置时,截止频率会显着提高,因为这会降低结电容。 在 50pF 光电二极管结电容和 200V/mA 跨阻下可实现 5MHz 带宽 (OPA657)。

为了能够在几个数量级以上进行测量,有可切换或可编程的电流电压转换器,也有对数型电流电压转换器,可以在不切换的情况下测量多个数量级。

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  1. 电流电压转换器
  2. 功能说明
  3. 申请

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