Projektowanie obwodu źródła napięcia sterowanego napięciem pływającym obejmuje kilka kluczowych kwestii i komponentów. Najpierw wybierz wzmacniacz operacyjny (wzmacniacz operacyjny) zdolny do pracy z dwoma źródłami zasilania lub z jednym zasilaniem, jeśli pozwala na to konstrukcja obwodu. Wzmacniacz operacyjny ma kluczowe znaczenie, ponieważ zapewnia regulację napięcia i wzmocnienie niezbędne do utrzymania stabilnego napięcia wyjściowego pomimo zmian obciążenia. Użyj precyzyjnych rezystorów, aby ustawić żądany zakres napięcia wyjściowego i zapewnić dokładną kontrolę napięcia.
Aby utworzyć źródło prądu sterowane napięciem, zacznij od obwodu wzmacniacza operacyjnego (wzmacniacza operacyjnego) skonfigurowanego jako wzmacniacz transimpedancyjny. Taka konfiguracja pozwala, aby napięcie wejściowe sterowało prądem wyjściowym poprzez rezystor sprzężenia zwrotnego. Wybierz wzmacniacz operacyjny z niskim napięciem niezrównoważenia i wysoką przepustowością wzmocnienia, aby uzyskać precyzyjną kontrolę prądu. Użyj precyzyjnego rezystora w pętli sprzężenia zwrotnego, aby określić prąd wyjściowy na podstawie napięcia wejściowego. Konstrukcja ta jest przydatna w zastosowaniach wymagających precyzyjnej regulacji prądu, np. w interfejsach czujników lub elektronicznym sprzęcie testującym.
Pływające źródło napięcia odnosi się do źródła napięcia, które jest elektrycznie odizolowane od uziemienia lub innych potencjalnych punktów odniesienia. Może zapewnić zmienne napięcie wyjściowe w stosunku do własnego uziemienia, które może różnić się od masy obwodu lub systemu. Izolację tę często osiąga się za pomocą transformatorów izolacyjnych, izolatorów optycznych lub technik izolacji galwanicznej. Pływające źródła napięcia są przydatne w zastosowaniach, w których istnieje potrzeba odizolowania wrażliwych obwodów od pętli uziemienia lub połączenia z systemami pracującymi przy różnych potencjałach uziemienia.
Obwód źródła napięcia sterowanego napięciem to rodzaj obwodu elektronicznego, który wytwarza napięcie wyjściowe proporcjonalne do wejściowego napięcia sterującego. Zwykle wykorzystuje wzmacniacz operacyjny (wzmacniacz operacyjny) skonfigurowany w konfiguracji wtórnika napięciowego lub wzmacniacza. Wejściowe napięcie sterujące określa poziom napięcia wyjściowego, które można regulować w określonym zakresie za pomocą zewnętrznych elementów, takich jak rezystory lub potencjometry. Ten typ obwodu jest niezbędny w zastosowaniach wymagających precyzyjnej regulacji napięcia lub tam, gdzie konieczne są wyjścia o zmiennym napięciu, na przykład w obwodach przetwarzania sygnału analogowego lub skalowania napięcia.
Pomiar napięcia bezpotencjałowego wymaga dokładnego rozważenia sprzętu i techniki pomiarowej ze względu na brak wspólnego odniesienia do masy. Jedna z powszechnych metod polega na użyciu sond różnicowych lub technik pomiarów różnicowych za pomocą oscyloskopów lub multimetrów. Sondy różnicowe umożliwiają pomiar różnicy napięć pomiędzy dwoma punktami bez tworzenia pętli uziemienia, co pozwala na dokładny pomiar napięcia pływającego względem wybranego punktu odniesienia. Alternatywnie można zastosować wzmacniacze izolacyjne lub izolatory optyczne, aby bezpiecznie połączyć pływające źródła napięcia z uziemionym sprzętem pomiarowym, zapewniając dokładne i bezpieczne pomiary napięcia w różnych zastosowaniach elektrycznych i elektronicznych.