電流電壓轉(zhuǎn)換器

在電子學(xué),電流電壓轉(zhuǎn)換器（英語(yǔ):Current-to-voltageconverter；又稱為轉(zhuǎn)阻放大器，英語(yǔ):transimpedanceamplifier,簡(jiǎn)稱TIA）是將電流轉(zhuǎn)換為電壓的放大器。理想情況下，其輸入阻抗為零，與輸入信號(hào)電流。它的輸出可能有低阻抗，或在高頻率的應(yīng)用，可驅(qū)動(dòng)傳輸線匹配;輸出信號(hào)的電壓測(cè)量。因?yàn)檩敵鲭妷汉洼斎腚娏?、增益，或輸出到輸入的比率，以歐姆為單位表示。圖一運(yùn)算放大器的反相放大器配置成為轉(zhuǎn)阻放大器時(shí)，Rj是0歐姆當(dāng)構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)單的運(yùn)算放大器電路（右），增益等于負(fù)反饋電阻。轉(zhuǎn)阻放大器通常用在光纖通信，功能在將光電流轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。目錄［隱藏］1應(yīng)用2原本的概念基礎(chǔ)2.1非電氣領(lǐng)域：流量產(chǎn)生壓力2.2電氣域：電壓電流的原因2.3無(wú)源版本的應(yīng)用程序2.3.1電流到電壓轉(zhuǎn)換器作為輸出設(shè)備2.3.2電流到電壓轉(zhuǎn)換器作為輸入設(shè)備2.3.3I至V轉(zhuǎn)換為負(fù)反饋的V型，電流轉(zhuǎn)換器的一部分o2.4非理想無(wú)源版本3改進(jìn)：有功電流電壓轉(zhuǎn)換器3.1背后的活動(dòng)版本的基本思路3.1.1非電域：卸下相當(dāng)于“抗干擾”的干擾，3.1.2電氣域：卸下電壓相當(dāng)于“反電壓”3.2運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)

3.3運(yùn)算放大器電路的操作3.4I-V的轉(zhuǎn)換器與跨阻放大器參見(jiàn)5參考資料6外部鏈接應(yīng)用常用的阻放大器在光通信接收器。由一個(gè)光電探測(cè)器所產(chǎn)生的電流產(chǎn)生的電壓，但在非線性的方式。因此放大器具有低輸入阻抗，以防止任何大的電壓，并產(chǎn)生50歐姆信號(hào)（許多人認(rèn)為，低阻抗）來(lái)驅(qū)動(dòng)同軸電纜或電壓信號(hào)進(jìn)一步放大。但要注意，最線性放大是由雙極晶體管的電流放大，所以你可能要放大的阻抗轉(zhuǎn)換前。耳非電氣領(lǐng)域：流量產(chǎn)生壓力在實(shí)體方面，有許多情況下壓力量誘導(dǎo)通過(guò)一個(gè)障礙的一種物質(zhì)流。然而，也有相應(yīng)的情況下，數(shù)量的流動(dòng)誘導(dǎo)的障礙壓力：機(jī)械（如果試圖停止與他的身體，“流動(dòng)的”汽車(chē)施加壓力，他的障礙的移動(dòng)車(chē)），氣動(dòng)（捏在中間的軟管，你會(huì)看到一個(gè)壓在夾點(diǎn)出現(xiàn)）。在這種安排下，流量，壓力，和屬性類(lèi)似的障礙是相互關(guān)聯(lián)的的。通常情況下，可變輸出的壓力成正比;這種方式，創(chuàng)建流的數(shù)量（轉(zhuǎn)換為輸入流，像之一）壓力。誘發(fā)的壓力，一個(gè)障礙，必須在一個(gè)流動(dòng)的數(shù)量方式。［編輯］電氣域：電壓電流的原因會(huì) 會(huì) mm怕rZ亡廠 么仇應(yīng)圖2。被動(dòng)的電流-電壓的轉(zhuǎn)換器的基礎(chǔ)上電流會(huì)導(dǎo)致電壓的現(xiàn)象。建立電路。同樣，在電器的領(lǐng)域，如果通過(guò)電阻R（圖2）流動(dòng)的電流I,后者阻礙（抵抗）目前，作為一個(gè)結(jié)果，成比例的V=RI電阻兩端的根據(jù)當(dāng)前出現(xiàn)原因電壓制定R歐姆定律（V=RI）。在這種電流供應(yīng)電路，V的行為作為一個(gè)輸出電壓V （電壓 R OUT降V的創(chuàng)建不是由電阻，它是由內(nèi)輸入電流源的激勵(lì)電壓源創(chuàng)建）。這樣，電流IR IN轉(zhuǎn)化為成比例電壓V電阻R作為一個(gè)電流電壓轉(zhuǎn)換器-線性電路的傳輸率K=V/IOUT; OUTIN[V/mA]單位阻力。電路的操作。圖2代表以圖形方式通過(guò)使用一個(gè)電流回路和電壓柵，電路的工作。電流環(huán)的厚度成正比，電流的幅度和相應(yīng)的電壓是成正比的電壓柵的高度（可以參考這里的交互式動(dòng)畫(huà)）。圖3是用圖像所顯示的電路解釋?zhuān)W姆定律）。由于通過(guò)電流和兩端的兩個(gè)組成部分的電壓（電流源和電阻）是相同的，他們的IV曲線疊加在一個(gè)共同的坐標(biāo)系。兩條線的交叉點(diǎn)，工作點(diǎn)A,它代表了目前妬電流I電壓V—個(gè)程度。當(dāng)輸入電流源的電流I的 和的變化，其IV曲線垂直移動(dòng)（也可看到一個(gè)交互式動(dòng)畫(huà)）。因此，工作點(diǎn)通過(guò)電阻R的IV曲線的一個(gè)幻燈片;其斜率轉(zhuǎn)換器的比例。

Q圖3.一個(gè)電路的操作graphoanalytical介紹圖4.在電阻R的電壓分布圖4顯示了歐姆定律的另一個(gè)有吸引力的圖形解釋-電壓圖（沿內(nèi)部線性電阻器的電阻膜的低壓配電）。當(dāng)輸入電流的變化，沿著電阻膜當(dāng)?shù)仉妷翰煌陆抵饾u由左到右（見(jiàn)另一種交互式動(dòng)畫(huà)）。在這種安排下，角度a代表輸入IIN-無(wú)源版本的應(yīng)用程序電流到電壓轉(zhuǎn)換器作為輸出設(shè)備圖5.電流控制電壓源電流控制電壓源。雖然有足夠的恒定電壓源S的性質(zhì)（主要和次要的電池），如果一個(gè)電流源可用，但需要有一個(gè)電壓源，它可以建成。為此，一個(gè)電流電壓轉(zhuǎn)換器后電流源連接，根據(jù)下面的公式建設(shè)：

電壓源=電流源+電流對(duì)電壓轉(zhuǎn)換器這種思想的最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)如圖5,并行連接一個(gè)電阻R,I（諾頓定理）。IN如果負(fù)載是理想的（也就是說(shuō)，它具有無(wú)限的阻力），V=R.I將會(huì)產(chǎn)生恒定電壓。OUT IN如果輸入電流源是不完善的，這個(gè)電壓將影響到電流（見(jiàn)下面有關(guān)被動(dòng)版本不完善的部分）。圖6.V到-VRC微分=V型，IC的區(qū)別+我到-V轉(zhuǎn)換器復(fù)合被動(dòng)轉(zhuǎn)換器：同樣，在微分電容，電感集成，反對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換器等流行的無(wú)源電路,電阻作為電流-電壓轉(zhuǎn)換器的行為：V至卜V的CR微分二V型,IC的區(qū)別+I-V轉(zhuǎn)換器V到-V的LR積分二V到IL積分+I至V轉(zhuǎn)換器DR反對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換器的V-至V=V-ID反對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換器■I-到-V例如，一個(gè)典型的電容電阻的區(qū)別是建立在圖6,使用簡(jiǎn)單的電壓，電流的電容的區(qū)別（裸電容）和電流-電壓轉(zhuǎn)換器。在這些電路中，電阻R作為一個(gè)電流電壓轉(zhuǎn)換器引入一些電壓下降，從而影響激勵(lì)電壓VR的。因此，當(dāng)前的跌幅，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤（見(jiàn)約被動(dòng)版本不完善的部分）。V

Q（圖7）。集電極電阻RC作為一個(gè)電流電壓轉(zhuǎn)換器晶體管的集電極電阻。晶體管是電流控制裝置。因此，要獲得其輸出電壓，集電極電阻連接在輸出電路的晶體管級(jí)（圖7）。這種技術(shù)的例子是共射，共基差分放大器，晶體管開(kāi)關(guān)等。晶體管電壓輸出=晶體管電流輸出+電流對(duì)電壓轉(zhuǎn)換晶體管的集電極電阻作為一個(gè)電流電壓轉(zhuǎn)換器。由于電壓降V是浮動(dòng)的，通常的互補(bǔ)性（電源）電壓降V是用作輸出。因此，這些晶RC CE體管電路反相（當(dāng)輸入電壓升高時(shí)，輸出電壓下降和VV）類(lèi)似的技術(shù)用于獲取晶體管的發(fā)射極電壓（見(jiàn)下面一節(jié)有關(guān)負(fù)反饋電流源）。這種技術(shù)的例子是使用串聯(lián)負(fù)反饋的晶體管電路。晶體管的射極電阻作為一個(gè)電流電壓轉(zhuǎn)換器。電流到電壓轉(zhuǎn)換器作為輸入設(shè)備

￡□圖8,復(fù)合電流表=I-至V轉(zhuǎn)換器+電壓表復(fù)合電流表。今天的測(cè)量?jī)x器（DVM,模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器等），主要是電壓表。如果有需要測(cè)量的電流，一個(gè)簡(jiǎn)單的電流-電壓轉(zhuǎn)換器（分流電阻）是連接之前，電壓表（圖8）。這電流表組成的裝置兩部分組成：復(fù)合式電表=電流電壓轉(zhuǎn)換器電壓表分流電阻在電表中是用來(lái)用來(lái)作為電流對(duì)電壓轉(zhuǎn)換用。雖然目前的版本是以理想電流測(cè)量解決方案，而一般的萬(wàn)用電表則是使用被動(dòng)方式去量測(cè)較大的電流（見(jiàn)下面關(guān)于電源的考慮部分）。I至V轉(zhuǎn)換為負(fù)反饋的V型，電流轉(zhuǎn)換器的一部分負(fù)反饋系統(tǒng)具有獨(dú)特的屬性，以扭轉(zhuǎn)在反饋回路中連接的電子轉(zhuǎn)換器的因果關(guān)系。例子:一個(gè)運(yùn)算放大器的非反相放大器實(shí)際上是一種顛倒的分壓器，運(yùn)算放大器集成是一個(gè)顛倒的差異化和VV,運(yùn)算放大器的對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換器是一個(gè)顛倒antilogarithmic的轉(zhuǎn)換器和VV等currentst?kr<?ecurrentst?kr<?e￡□圖9一個(gè)晶體管的電流源使用一個(gè)電流電壓轉(zhuǎn)換器Vi-oarce,,皿￡如Vi-oarce,,皿￡如￡□圖10運(yùn)算放大器使用一個(gè)電流電壓轉(zhuǎn)換器的電流源同樣，運(yùn)算放大器的電壓電流轉(zhuǎn)換器（電壓控制恒流源）通過(guò)使用一個(gè)負(fù)反饋內(nèi)置實(shí)際上是一個(gè)反向電流-電壓轉(zhuǎn)換器。這個(gè)強(qiáng)大的思想是實(shí)施圖9（電流源晶體管版）和圖10（電流源的運(yùn)算放大器版）是在負(fù)反饋回路連接一個(gè)電流電壓轉(zhuǎn)換器（裸電阻R）。壓降R成正比的負(fù)載電流I是與輸入電壓Z相比。為此，兩個(gè)電壓串聯(lián)和它們的區(qū)V V別DV=Z-R的應(yīng)用調(diào)節(jié)元素的輸入部分（晶體管T的基極-發(fā)射極結(jié)或運(yùn)放的差V V分輸入0A）因此，調(diào)節(jié)元素建立電流I=V/Z/R通過(guò)改變其輸出電阻，使零RR?V電壓差DV。這樣,輸出電流輸入電壓成正比;作為電壓-電流轉(zhuǎn)換器的整個(gè)電路的行為。非理想無(wú)源版本

File:Passivei-to-v1000.jpg（圖11當(dāng)輸入電流源是不完善的，電阻R的影響電流Iin被動(dòng)的電流-電壓轉(zhuǎn)換器（所有的無(wú)源電路）是不完善的原因有兩個(gè)：電阻R的壓降V的影響電流I，電阻R消耗能量從輸入源（圖11）。有個(gè)矛盾存在在R IN這個(gè)電路中，從一個(gè)側(cè)面壓降V的是有用，因?yàn)樗鳛橐粋€(gè)輸出電壓，從另一個(gè)側(cè)面，R這個(gè)壓降是有害的，因?yàn)樗苡行У馗淖儺?dāng)前的實(shí)際創(chuàng)造的電壓VRi。在這種安排下，電壓差是由V-V的決定，而不是目前的電壓V（電阻R實(shí)際行為反向的電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換INR IN i器）。這樣的結(jié)果，造成電流的損耗。負(fù)載電阻。此外，如果負(fù)載具有一定的有限性（而不是無(wú)限的阻力），將目前我的一部分，通過(guò)它轉(zhuǎn)移。因此，無(wú)論是電流I和電壓V減少。問(wèn)題是，從被動(dòng)電路負(fù)載消OUT耗的能源（［口］）。改進(jìn)：有功電流電壓轉(zhuǎn)換器背后的活動(dòng)版本的基本思路非電域：卸下相當(dāng)于“抗干擾”的干擾，積極的電流電壓轉(zhuǎn)換器的版本是基于一個(gè)知名的技術(shù)，從人類(lèi)的常規(guī)，在這里我們補(bǔ)償相當(dāng)于“反數(shù)量”自己造成的不良影響。實(shí)施這個(gè)想法是使用一個(gè)額外的電源，“幫助”的主要來(lái)源，由本地內(nèi)部不受歡迎的數(shù)量（反過(guò)來(lái)說(shuō)，在對(duì)面的積極的電壓■電流轉(zhuǎn)換器造成的損失作出賠償，額外的電源補(bǔ)償損失數(shù)量由外部引起的）。例如：如果我們已經(jīng)打破了我們的窗口，在冬天我們打開(kāi)加熱器的熱損失補(bǔ)償；VV,在夏天，我們?cè)陂_(kāi)啟空調(diào)。更多的例子：如果我們的汽車(chē)與其他汽車(chē)碰撞來(lái)，保險(xiǎn)公司補(bǔ)償其他汽車(chē)造成的損害。如果我們給他人造成麻煩，我們深表歉意。如果我們花的錢(qián)從一個(gè)帳戶，存入資金。（更多的例子，請(qǐng)參閱虛接地。）在所有這些情況，我們準(zhǔn)備了“備用”的資源來(lái)使用，如果有需要，以彌補(bǔ)內(nèi)部損失。［編輯］電氣域：卸下電壓相當(dāng)于“反電壓”File:Activei-to-v1000.jpg圖12.有源電流電壓轉(zhuǎn)換器。電氣實(shí)施。首先，要展示如何應(yīng)用這個(gè)強(qiáng)大的基本思路是，以改善被動(dòng)的電流■電壓轉(zhuǎn)換器，用于等效電路（圖12）。在這種主動(dòng)電流r電壓轉(zhuǎn)換器，電壓降V透過(guò)內(nèi)部電R阻R補(bǔ)償添加同樣的電壓V=V到輸入電壓V［2］。為此，下列額外的電壓源B是與電阻HR IN H

串聯(lián)連接。它的“幫助”輸入電壓源，因此，不需要的電壓V和電阻R消失（A點(diǎn)變成R一個(gè)虛擬的地面）。主動(dòng)的I-V轉(zhuǎn)換器=無(wú)源I至V轉(zhuǎn)換器+“幫助”電壓源從哪里得到輸出？補(bǔ)償量的大小是經(jīng)常被用來(lái)衡量間接的初始數(shù)量（使用規(guī)模的一個(gè)例子-稱重）。這個(gè)想法是應(yīng)用在主動(dòng)電流對(duì)電壓轉(zhuǎn)換器的電路連接的負(fù)載補(bǔ)償電壓源BH，而不是電阻。這樣的安排有兩個(gè)好處：第一，連接負(fù)載的共同點(diǎn)第二，它消耗的能量從額外來(lái)源，而不是從輸入源。因此，它可能具有較小的阻抗。運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)File:Classic300.jpg圖13運(yùn)算放大器的電流-電壓轉(zhuǎn)換器上面的基本思路是實(shí)施在運(yùn)算放大器的電流-電壓轉(zhuǎn)換器（圖13,14）[3]。在這個(gè)電路中，運(yùn)算放大器的輸出與輸入電壓源串聯(lián)，運(yùn)算放大器的反相輸入連接因此A點(diǎn)，運(yùn)算放大器的輸出電壓和輸入電壓的總和。從其他角度來(lái)看，從圖可以看得出來(lái)，運(yùn)算放大器的輸出與補(bǔ)償電壓源B和電阻R串聯(lián)H連接。因此，運(yùn)算放大器的輸出電壓和電壓降V相減，這個(gè)減法，是A點(diǎn)的背后所代表R的結(jié)果（它作為一個(gè)虛擬的地面行為）。運(yùn)算放大器I-V轉(zhuǎn)換器=被動(dòng)的I-V轉(zhuǎn)換器+“幫助”運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器電路的操作一_卜7.■二 卜一_卜7.■二 卜--\|iA* 圖14運(yùn)算放大器的電流-電壓轉(zhuǎn)換器（+VIN）零輸入電源，在沒(méi)有電壓下降或電流在輸入電壓的結(jié)果（點(diǎn)擊探索［4］）。正輸入電壓。如果輸入電壓V增加的電壓高出地面，輸入電流I開(kāi)始流經(jīng)電阻R。IN IN因此，壓降V的電阻兩端的出現(xiàn)，A點(diǎn)開(kāi)始提高其潛在的（輸入源“拉'A點(diǎn)向上朝正R電壓V）。只有運(yùn)算放大器“觀察”，并立即作出反應(yīng)：降低其輸出電壓下的吸吮當(dāng)IN前地面。打個(gè)比方，運(yùn)算放大器的“拉”點(diǎn)向負(fù)電壓-V,直到它管理為零，其潛在的（建立一個(gè)虛擬的地面）。它通過(guò)連接一個(gè)負(fù)電源系列電源-V的輸入電壓V產(chǎn)生IN,的電壓的一部分，這項(xiàng)工作。兩個(gè)電壓源串聯(lián)，在同一方向（順時(shí)針遍歷循環(huán)，種種跡象都-V+-V+）,使他們的電壓增加。然而，就在地上，他們有相反的極性。IN OA:I+3,游甌p工必:I+3,游甌p工必&時(shí)建r_VwITQ圖15運(yùn)算放大器的電流-電壓轉(zhuǎn)換器（V）IN負(fù)輸入電壓。如果輸入電壓V降低到比參考點(diǎn)還要低的電壓V,通過(guò)輸入電流流在相IN反方向的電阻R（圖15）。因此，電阻兩端的壓降V的出現(xiàn)再次A點(diǎn)開(kāi)始下降的潛力（現(xiàn)R在，輸入源“拉”對(duì)負(fù)電壓-VA點(diǎn)向下）。運(yùn)算放大器的“觀察”，并立即作出反應(yīng)：IN它增加了它的輸出電壓高于地面“推”目前。現(xiàn)在，運(yùn)算放大器的“拉”的地步朝正電壓+V—個(gè)，直到它管理再次為零勢(shì)V（虛擬地）。為此，運(yùn)算放大器使部分正電源+VA與輸入電壓V產(chǎn)生的電壓。這兩個(gè)電壓源再次連接，在同一方向，（順時(shí)針遍歷循環(huán)，I