En el contexto de un circuito diferenciador, ¿qué es una "resistencia de detección de corriente"?

Question

Estoy leyendo a través de El Arte de la Electrónica y estoy perplejo por el uso del término "actual de detección de la resistencia" en lo que se refiere a diferenciador de los circuitos. En la figura anterior, el autor explica que un perfecto elemento diferenciador podría ser de un condensador sola, a pesar de la corriente a través del condensador no podría ser utilizado como una salida. Así, dice, "sensores de corriente de resistencia" debe ser añadido. Mis preguntas son:

1) ¿Qué significa el término "corriente de detección" significa en este contexto?

2) ¿por Qué es la resistencia, incluso, necesario? Estoy teniendo problemas para entender intuitivamente qué es.

Answer 1

¿Qué significa el término "corriente de detección" significa en este contexto?

Cuando fluye una corriente a través de un resistor, proporcional a la diferencia de tensión entre sus extremos, de acuerdo con la ley de Ohm. Por lo tanto, una resistencia convierte la corriente a un voltaje. Si uno de los extremos de la resistencia se conecta a GND, como es el caso, entonces el voltaje con respecto a TIERRA es proporcional a la corriente que fluye a/desde GND a través de la resistencia.

Hay advertencias, por supuesto:

• Si la corriente no es de una fuente de corriente ideal, pero a partir de un circuito cuyo comportamiento depende del voltaje a través de ella, entonces el comportamiento del circuito cambios en comparación con el caso de la resistencia fueron solo un cable (0 Ω, 0 V tensión de diferencia).

  En este caso particular, la actual está determinada por el tiempo derivado de la tensión en el condensador. Pero por la introducción de la resistencia, hemos dividido el voltaje \$V_{in}\$ entre el condensador y la resistencia, por lo tanto hemos cambiado la actual (ver Chu respuesta para el efecto exacto).

• El resistor disipa energía y se calienta. Para minimizar este efecto (si ha cambiado), utilice un menor valor de la resistencia, sino que significa que el voltaje es correspondientemente menor y más sujeto a ruido. En particular, la resistencia debe ser grande en comparación con la resistencia del cableado de suministro de energía.

• Si usted está midiendo el voltaje, entonces eso implica que usted está conectando a algún otro elemento de circuito, por el que la cantidad de corriente que fluye también, lo que altera el carácter ("carga del circuito"). Por lo tanto, usted quiere conectar \$V_{out}\$ a una alta impedancia de entrada, como un amplificador operacional o búfer de otro circuito.

La mayoría de los de arriba se aplica a cualquier sensores de corriente de resistencia, no sólo los que son parte de un elemento diferenciador. Usos comunes de los resistores sensores de corriente son dispositivos que miden la corriente, como multímetros y el uso de la energía metros. Cuando son grandes y de bajo valor, para manejar grandes corrientes, que a menudo son llamados "shunt" en su lugar.

¿Por qué es la resistencia, incluso, necesario?

Como he mencionado anteriormente, la disminución de la resistencia disminuye el voltaje de salida proporcional. Imaginar la disminución a cero; entonces la salida es cero voltios - la parte superior \$V_{out}\$ terminal está conectado directamente a tierra, y te has convertido en circuito B en el circuito de A. por Lo que he eliminado la resistencia, pero también se eliminan, a su voltaje de salida.

Answer 2

Para un condensador, \$\small i=C\large \frac{dv}{dt}\$, pero nos gustaría una señal de tensión, como la derivada porque es más conveniente ... para pasar \$\small i\$ a través de un resistor y medir el voltaje a través del resistor.

Por desgracia, la adición de la resistencia en el circuito significa que la corriente ya no es una exacta derivado de la tensión, por lo que no debemos tolerar un error; pero esto es minimizado si la resistencia es un valor pequeño.

La función de transferencia del circuito, \$\frac{V_{out}}{V_{in}}= \frac {RCs}{1+RCs}\$, se aproxima a \$\small \frac{V_{out}}{V_{in}}= RCs\$ si \$\small RCs<<1\$.

No todo son malas noticias, sin embargo. La diferenciación es inherentemente un ruido de amplificación de proceso, y el \$\small (1+RCs)\$ denominador representa un filtro de paso bajo con frecuencia de esquina, \$\small \omega_c=\frac{1}{RC}\$ rad/seg.

Answer 3

El circuito en Una diferencia de la tensión de entrada de la señal, pero la salida es una corriente que no puede ser fácilmente utilizado para las siguientes etapas.

Para convertir la corriente en voltaje que puede ser fácilmente utilizado puede utilizar una resistencia que se muestra en B - la tensión en la resistencia es proporcional a la corriente que fluye a través del resistor. Esta es una "corriente de sensor de resistencia" su trabajo es convertir una corriente a un voltaje.

Sin embargo, la presencia de la resistencia destruye la perfección de la diferenciador, así que ahora es sólo aproximada. Si el voltaje a través del resistor se convierte en una fracción significativa de la tensión (Vin) se producirá un error en la diferenciación.

Hay circuito arreglos para minimizar este error que se explican más adelante en el libro. Generalmente implican un circuito activo conocido como un amplificador operacional.