Trong bối cảnh của một mạch phân hóa, điện trở cảm ứng hiện tại là gì?

Tôi đang đọc qua Nghệ thuật Điện tử và cảm thấy bối rối khi sử dụng thuật ngữ điện trở cảm ứng hiện tại, vì nó liên quan đến các mạch phân biệt. Trong hình trên, tác giả giải thích rằng một bộ phân biệt hoàn hảo có thể được tạo ra từ một tụ điện, mặc dù dòng điện qua tụ không thể được sử dụng làm đầu ra. Vì vậy, ông nói rằng một điện trở cảm ứng hiện tại, phải được thêm vào. Câu hỏi của tôi là:

1) Thuật ngữ cảm nhận hiện tại có nghĩa là gì trong bối cảnh này?

2) Tại sao điện trở thậm chí cần thiết? Tôi đang gặp khó khăn để hiểu trực giác tại sao điều này là.

Thuật ngữ cảm nhận hiện tại có nghĩa là gì trong bối cảnh này?

Khi một dòng điện chạy qua một điện trở, sự chênh lệch điện áp tỷ lệ xuất hiện giữa hai đầu của nó, theo định luật Ohm. Do đó, một điện trở chuyển đổi một dòng điện thành điện áp. Nếu một đầu của điện trở được kết nối với GND, như ở đây, thì điện áp đối với GND tỷ lệ với dòng điện chạy đến / từ GND qua điện trở.

Có những cảnh báo, tất nhiên:

• Nếu dòng điện không phải từ một nguồn dòng lý tưởng, mà từ một mạch có hành vi phụ thuộc vào điện áp trên nó, thì hành vi của mạch thay đổi so với nếu điện trở chỉ là một dây (chênh lệch điện áp 0 Ω, 0 V).

  Trong trường hợp cụ thể này, dòng điện được xác định bởi đạo hàm thời gian của điện áp trên tụ điện. Nhưng bằng cách giới thiệu điện trở, chúng tôi đã phân chia điện áp giữa tụ điện và điện trở, vì vậy chúng tôi đã thay đổi dòng điện (xem câu trả lời của Chu để biết hiệu ứng chính xác).$V_{in}$

• Các điện trở tiêu tán năng lượng và bị nóng. Để giảm thiểu hiệu ứng này (nếu dòng điện không thay đổi), bạn sử dụng điện trở có giá trị thấp hơn, nhưng điều đó có nghĩa là điện áp tương ứng nhỏ hơn và chịu nhiều nhiễu hơn. Đặc biệt, điện trở phải lớn so với điện trở của dây cấp nguồn.

• Nếu bạn đang đo điện áp thì điều đó có nghĩa là bạn đang kết nối nó với một số phần tử mạch khác, qua đó một lượng dòng điện cũng chảy qua, làm xáo trộn đặc tính ("tải mạch"). Do đó, bạn muốn kết nối với đầu vào có trở kháng cao như bộ khuếch đại hoạt động hoặc mạch đệm khác.$V_{out}$

Hầu hết những điều trên áp dụng cho bất kỳ điện trở cảm biến dòng điện nào, không chỉ những điện trở là một phần của bộ phân biệt. Việc sử dụng phổ biến của điện trở cảm ứng hiện tại là trong các thiết bị đo dòng điện, như đồng hồ vạn năng và sử dụng năng lượng. Khi chúng có giá trị lớn và thấp, để xử lý dòng điện lớn, chúng thường được gọi là "shunts hiện tại".

Tại sao điện trở thậm chí cần thiết?

Như tôi đã đề cập ở trên, việc giảm điện trở làm giảm điện áp đầu ra theo tỷ lệ. Hãy tưởng tượng giảm tất cả bằng không; sau đó đầu ra là 0 volt - cực phía trên được kết nối trực tiếp với mặt đất và bạn đã biến mạch B thành mạch A. Vì vậy, bạn đã loại bỏ điện trở nhưng cũng loại bỏ điện áp đầu ra.$V_{out}$

Đối với tụ điện, , nhưng chúng tôi muốn có một tín hiệu điện áp làm đạo hàm vì nó thuận tiện hơn ... vì vậy hãy truyền qua điện trở và đo điện áp qua các điện trở.$\small i=C\large \frac{dv}{dt}$$\small i$

Thật không may, thêm điện trở vào mạch có nghĩa là dòng điện không còn là đạo hàm chính xác của điện áp, vì vậy chúng ta phải chịu đựng một lỗi; nhưng điều này được giảm thiểu nếu điện trở là một giá trị nhỏ.

Hàm truyền của mạch, , xấp xỉ với nếu .$\frac{V_{out}}{V_{in}}= \frac {RCs}{1+RCs}$$\small \frac{V_{out}}{V_{in}}= RCs$$\small RCs<<1$

Tuy nhiên, đó không phải là tất cả tin xấu. Sự khác biệt vốn dĩ là một quá trình khuếch đại nhiễu và mẫu số đại diện cho bộ lọc thông thấp với tần số góc, rad / giây.$\small (1+RCs)$$\small \omega_c=\frac{1}{RC}$

Mạch trong A phân biệt tín hiệu điện áp đầu vào nhưng đầu ra là dòng điện không thể dễ dàng sử dụng cho các giai đoạn sau.

Để chuyển đổi dòng điện thành điện áp có thể dễ dàng sử dụng, bạn có thể sử dụng một điện trở được hiển thị trong B - điện áp trên điện trở tỷ lệ thuận với dòng điện chạy qua điện trở. Đây là một "điện trở cảm biến hiện tại", công việc của nó là chuyển đổi dòng điện thành điện áp.

Tuy nhiên, sự hiện diện của điện trở phá hủy sự hoàn hảo của bộ phân biệt, vì vậy bây giờ nó chỉ là gần đúng. Nếu điện áp trên điện trở trở thành một phần đáng kể của điện áp (Vin) sẽ có lỗi trong sự khác biệt.

Có các sắp xếp mạch để giảm thiểu lỗi này được giải thích sau trong cuốn sách. Thông thường chúng liên quan đến một mạch hoạt động được gọi là một bộ khuếch đại hoạt động.