Der Entwurf einer erdfrei spannungsgesteuerten Spannungsquellenschaltung erfordert mehrere wichtige Überlegungen und Komponenten. Wählen Sie zunächst einen Operationsverstärker (Op-Amp), der mit zwei Netzteilen oder einer einzelnen Stromversorgung betrieben werden kann, wenn das Schaltungsdesign dies zulässt. Der Operationsverstärker ist von entscheidender Bedeutung, da er die Spannungsregelung und -verstärkung bereitstellt, die erforderlich ist, um trotz Lastschwankungen eine stabile Ausgangsspannung aufrechtzuerhalten. Verwenden Sie Präzisionswiderstände, um den gewünschten Ausgangsspannungsbereich einzustellen und eine genaue Spannungsregelung sicherzustellen.
Um eine spannungsgesteuerte Stromquelle zu erstellen, beginnen Sie mit einer Operationsverstärkerschaltung (Op-Amp), die als Transimpedanzverstärker konfiguriert ist. Diese Konfiguration ermöglicht es der Eingangsspannung, den Ausgangsstrom über einen Rückkopplungswiderstand zu steuern. Wählen Sie einen Operationsverstärker mit niedriger Offsetspannung und hoher Verstärkungsbandbreite für eine präzise Stromsteuerung. Verwenden Sie einen Präzisionswiderstand in der Rückkopplungsschleife, um den Ausgangsstrom basierend auf der Eingangsspannung zu bestimmen. Dieses Design eignet sich für Anwendungen, die eine präzise Stromregelung erfordern, beispielsweise bei Sensorschnittstellen oder elektronischen Prüfgeräten.
Eine erdfreie Spannungsquelle bezieht sich auf eine Spannungsquelle, die elektrisch von der Erde oder anderen potenziellen Bezugspunkten isoliert ist. Es kann einen variablen Spannungsausgang relativ zu seiner eigenen Massereferenz liefern, die sich von der Schaltungs- oder Systemmasse unterscheiden kann. Diese Isolierung wird häufig durch Trenntransformatoren, optische Isolatoren oder galvanische Trenntechniken erreicht. Floating-Spannungsquellen sind in Anwendungen nützlich, bei denen es erforderlich ist, empfindliche Schaltkreise von Erdschleifen zu isolieren oder eine Schnittstelle zu Systemen herzustellen, die auf unterschiedlichen Erdpotentialen arbeiten.
Eine spannungsgesteuerte Spannungsquellenschaltung ist eine Art elektronische Schaltung, die eine Ausgangsspannung proportional zu einer Eingangssteuerspannung erzeugt. Typischerweise wird ein Operationsverstärker (Operationsverstärker) verwendet, der in einer Spannungsfolger- oder Verstärkerkonfiguration konfiguriert ist. Die Eingangssteuerspannung bestimmt den Ausgangsspannungspegel, der mithilfe externer Komponenten wie Widerstände oder Potentiometer innerhalb eines festgelegten Bereichs eingestellt werden kann. Diese Art von Schaltung ist für Anwendungen unerlässlich, die eine präzise Spannungsregelung erfordern oder bei denen variable Spannungsausgänge erforderlich sind, beispielsweise bei analogen Signalverarbeitungs- oder Spannungsskalierungsschaltungen.
Die Messung einer schwebenden Spannung erfordert eine sorgfältige Prüfung der Messausrüstung und -technik, da kein gemeinsamer Massebezug vorhanden ist. Eine gängige Methode ist der Einsatz von Differenztastköpfen oder Differenzmesstechniken mit Oszilloskopen oder Multimetern. Differenzialtastköpfe ermöglichen die Messung der Spannungsdifferenz zwischen zwei Punkten, ohne dass eine Erdschleife entsteht, und messen so die schwebende Spannung relativ zu einem ausgewählten Referenzpunkt genau. Alternativ können Isolationsverstärker oder optische Isolatoren verwendet werden, um erdfreie Spannungsquellen sicher mit geerdeten Messgeräten zu verbinden und so genaue und sichere Spannungsmessungen in verschiedenen elektrischen und elektronischen Anwendungen zu gewährleisten.