Convertidor v-i

CONVERTIDOR DE VOLTAJE – CORRIENTE – VOLTAJE.
En algunas aplicaciones, tales como en el control de bobinas (electroimanes) y en la transmisión de señales por líneas muy largas, a menudo es preferible adoptar una señal de corriente en lugar de una de voltaje; y en el caso de transmisión de señales de corriente muchas veces es necesario, para recibirlas, convertirlas en señales de voltaje.
Lasconversiones se realizan básicamente con dos tipos de dispositivos, unos denominados convertidores de voltaje a corriente, CVI, y convertidores de corriente a voltaje, CIV, los cuales transforman un voltaje en corriente o bien una corriente en voltaje; y los llamados
"transmisores".
Los transmisores son dispositivos que reciben una señal de un transductor o de un elemento primario y la conviertenen una señal eléctrica o en una señal neumática, llamándose respectivamente, transmisores de salida eléctrica o de salida neumática. los rangos estandarizados de las señales de salida son de 4 a 20 para la señal eléctrica y de 3 a 15 para la neumática.
Al campo de voltajes de entrada le corresponden un margen de corriente normalizado que va de 4 a 20 . Aunque también puede utilizarse esterango de corriente en aplicaciones en las que la condición de "alambre interrumpido" no se distingue de la condición =0. Los CVI y CIV se basan en las aplicaciones del amplificador operacional.
Convertidor de voltaje a corriente.
Los convertidores de voltaje a corriente más sencillos son los que utilizan el amplificador operacional en su configuración de inversor y no inversor, tomándose laresistencia de retroalimentación como la resistencia de carga, en donde la corriente de entrada es la corriente de carga. La corriente de entrada es independiente del valor de la resistencia de carga y tanto la
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fuente de señal como el amplificador operacional deben ser capaces de suministrar lacantidad deseada de corriente de carga. Existen muchos otros diseños de CVI, aunque solo se hablará del que trata la práctica, y su diagrama esquemático se muestra en la Figura 1.
Figura 1 Convertidor de Voltaje a Corriente.
Para este circuito, 1=−=+= Ec. 1
por lo que, 1=1 Ec. 2
1≈1, 1≈1 y 2≈1≈1
Por otro lado, 2+=−22=2− Ec. 3

4 ≤≤20
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3
2−=−33 Ec. 4
Igualando las ecuaciones 3 y 4
22=33
Si 2=3, 2=3
además,
2≈3, 2≈2
entonces,
≈2=3=2≈1≈1
o sea, ≈1 Ec. 5
Manteniendo 1 en un valor constante, se tiene entonces que el voltaje produce la corriente , esto es, el circuito es un convertidor de voltaje a corriente.
Ejemplo: Diseñe un circuito convertidor de voltaje a corriente como elde la Figura 1 para obtener una de 4 a 20 con de 0 a 5 .
Si 1=2=6=220 Ω y se quiere de 4 a 20 ,
Para =4 , í=í1= 4 220 Ω =0.88
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Para =20 , á=á1= 20 220 Ω =4.40
Simulación del convertidor.
Para =4 ,
Para =20 ,
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Resultados prácticos del convertidor.
Para =0.891 ,
=3.93 ,
Para =4.46 ,
=19.87 ,
Si se quiere que vaya de 4 a 20 con de 0 a 5 , se deben hacer circuitos de acondicionamiento de señal.
Para obtener el rango de voltaje de entrada, 0.88 a 4.4 , se hará un escalamiento de voltaje, mediante el circuito mostrado en la Figura 2. Está formado esencialmentepor un amplificador diferencial básico con alta impedancia de entrada y ganancia ajustable.
Figura 2 Circuito de escalamiento de voltaje.
= 75+7 64+1 −64
Si 4=5= y 6=7=,
= −



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De acuerdo con esta ecuación, es conveniente que el voltaje de salida sea negativo porque de otra forma...