¿Cómo se usa un amplificador de transconductancia para medir la corriente?

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En esta publicación Diseño para un medidor LCR de precisión el autor dice:

  

La corriente se mide a través de un amplificador de transconductancia (de nuevo con ganancia programable) que produce un voltaje proporcional a la corriente que lo atraviesa, pero sin el "voltaje de carga" asociado con una resistencia simple como la utilizada en la mayoría de las mediciones de corriente.

¿Cómo se logra esto? Toda la información que he encontrado sobre el uso de OTAs muestra que utilizan un voltaje de entrada para controlar una corriente de salida, en lugar de lo contrario, como se describe anteriormente.

Debería ser posible medir la corriente usando un amplificador o integrador de corriente como se muestra a continuación (el circuito del integrador sería el mismo que el de abajo, excepto con una tapa en lugar de R1), sin embargo, ambas opciones aún requieren el uso de una resistencia de carga o condensador.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

La forma en que está redactada la cita sugiere que el autor tenía un enfoque diferente en mente.

  1. ¿Es posible medir la corriente usando una OTA sin el uso de un componente de carga?
  2. ¿Hay otras formas de medir con precisión corrientes pequeñas sin introducir componentes de carga?
pregunta Sam

3 respuestas

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La versión opamp de un TIA se parece a esto, (uno de mis circuitos favoritos).

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
respondido por el George Herold
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Esto no es tanto una respuesta, ya que las respuestas ya se han dado, como una adición que es demasiado larga para un comentario.

  

un transconductance amplificador (de nuevo con ganancia programable) que    produce un voltaje proporcional a la corriente a través de él

El autor está confundido o descuidado. Un amplificador de transconductancia convierte una entrada de voltaje en una salida de corriente:

$$ i_ {out} = g_mv_ {in} $$

Como implican las otras respuestas, un amplificador de transresistencia (transimpedancia) convierte una entrada de corriente en una salida de voltaje:

$$ v_ {out} = r_mi_ {in} $$

Como usted sabe, un amplificador ideal de transresistencia tiene una resistencia de entrada cero (y una resistencia de salida cero), por lo que la corriente de entrada no funciona (no entrega energía) a la entrada. Supongo que esto es lo que se entiende por "carga".

El circuito ideal (ideal del amplificador operacional, etc.) que da George Herold tiene una resistencia de entrada cero y una resistencia de salida cero.

    
respondido por el Alfred Centauri
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Un amplificador de transimpedancia como George dibujó. Se podría usar un amplificador de transconductancia, pero generalmente son bastante descuidados en comparación con un buen amplificador operacional en esa configuración.

Otra forma sería utilizar un circuito de efecto Hall de balanceo: un amplificador produce una corriente, lo que provoca que un campo magnético cancele el campo causado por el conductor en el que está midiendo la corriente.

Los tres métodos pueden tener una carga arbitrariamente pequeña dependiendo de qué tan bueno sea su amplificador. Los dos primeros requieren que su circuito suministre toda la corriente que se está midiendo, con este último puede escalar por la proporción de giros en la bobina de medición en comparación con la bobina de balanceo (en otras palabras, si Si intenta medir 100 A con 1 giro, puede equilibrar el campo con 2000 giros y 50 mA desde el amplificador.

    
respondido por el Spehro Pefhany

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