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Conversor de Unidades de Voltaje

Convierte voltaje entre microvoltios, milivoltios, voltios, kilovoltios y megavoltios.

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Fórmula

1V=103mV=106muV1 V = 10³ mV = 10⁶ mu V

Cómo Funciona

Esta calculadora convierte entre voltios, milivoltios, microvoltios y kilovoltios para ingenieros electrónicos, diseñadores de instrumentación y profesionales de sistemas de alimentación. Según el folleto de SI (BIPM), el voltio se define como W/A = J/C = kg·m^2/ (A·s^3), y se puede rastrear según el estándar de voltaje de Josephson con una incertidumbre relativa de 10^-10. La electrónica abarca 12 órdenes de magnitud: nanovoltios para los magnetómetros SQUID, microvoltios para los termopares (40 uV/c para el tipo K según IEC 60584), milivoltios para los puentes de Wheatstone (2 mV/V típicos), voltios para los niveles lógicos (LVCMOS de 3,3 V según JEDEC) y kilovoltios para las pruebas de ESD (8 kV según IEC 61000-4-2). Ruido térmico en un ancho de banda de 1 MHz a 50 ohmios: 0,91 uV RMS según la ecuación de Johnson-Nyquist.

Ejemplo Resuelto

Problema: Un termopar tipo K produce 4,096 mV a 100 °C (unión fría a 0 °C). Diseñe el acondicionamiento de señal para interactuar con un ADC de 12 bits (rango de 0 a 3,3 V).

Solución:

  1. Salida de termopar: 4.096 mV = 4096 uV = 0.004096 V
  2. ADC LSB: 3,3 V/4096 = 0,8057 mV = 805,7 uV
  3. Ganancia requerida: 3,3 V/4,096 mV = 806 veces (para escala completa a 100 °C)
  4. Ganancia práctica: 800x usando dos etapas (20x × 40x) por amplificador de instrumentación
  5. Salida a 100 C: 4,096 mV × 800 = 3,277 V (dentro del rango de 0-3,3 V)
  6. Resolución de temperatura: 0,8057 mV/800/40 uV/C = 0,025 C por LSB

Consejos Prácticos

  • ✓Tensión de ruido térmico según Johnson-Nyquist: V_n = sqrt (4 kTrb) donde k = 1,380649 × 10^-23 J/K. A 290 K, 50 ohmios, 1 MHz: v_N = 0,91 uV RMS. Esto establece el límite de SNR fundamental para las mediciones sensibles
  • ✓Niveles de voltaje lógico según JEDEC: LVTTL Vih > 2.0 V, Vol < 0.4 V; LVCMOS 3.3 V Vih > 2.0 V, Vol < 0.4 V; LVCMOS 1.8 V Vih > 1.17 V, Vol < 0.45 V. Verifique los umbrales altos y bajos para una interfaz confiable
  • ✓Niveles de prueba de ESD según IEC 61000-4-2: descarga de contacto de 2 a 8 kV, descarga de aire de 2 a 15 kV. Un pulso de ESD de 2 kV contiene aproximadamente 0,5 mJ, pero proporciona una corriente máxima de 7,5 A, suficiente para dañar las puertas CMOS de 3,3 V

Errores Comunes

  • ✗Confundir mV (10^-3 V) con uV (10^-6 V): difieren en 1000x. La salida del termopar está en el rango de los mV; el ruido de entrada del amplificador es en el rango de los rayos UV. Un ruido de 10 uV en una señal de 4 mV = 0.25% de error
  • ✗Ignorando la caída de tensión en rutas de alta corriente: según el IPC-2221, una corriente de 10 A a través de una resistencia traza de 10 mohm provoca una caída de 100 mV, significativa para los rieles lógicos de 3,3 V (caída del 3%)
  • ✗Uso de un osciloscopio con una escala vertical incorrecta: mezclar mV/div y v/div produce un error de amplitud de 1000x. Una señal de 5 mV en una escala de 5 V/div aparece como una línea plana

Preguntas Frecuentes

Ruido térmico (Johnson) a 290 K: v_N = 0.13 × sqrt (R × BW_MHz) uV. Para 50 ohmios, 1 MHz: 0,91 uV RMS. Ruido de entrada del amplificador operacional: 1 a 20 nV/sqrt (Hz) típico, es decir, 3 uV RMS en un ancho de banda de 100 kHz. Amplificadores de instrumentación de bajo ruido (AD8429): 1 nV/sqrt (Hz) = 0,3 uV en un ancho de banda de 100 kHz.
Utilice el rango de mV para: salida de termopar (0-50 mV), voltaje de resistencia en derivación (10-100 mV a corriente nominal), salida de sensor puente (0-30 mV), pequeñas caídas de voltaje. Utilice el rango V para: rieles de alimentación, señales lógicas y voltajes de batería. Resolución DMM: 4,5 dígitos en el rango de mV = 1 uV, en el rango de V = 1 mV.
Para onda sinusoidal: V_peak = V_RMS × sqrt (2) = 1.414 × V_RMS según la definición de IEEE. Red eléctrica de 230 V RMS = 325 V de pico. Para los cálculos de potencia: P = V_RMS^2/R (válido para cualquier forma de onda). Los multímetros muestran un RMS real para corriente alterna; los medidores baratos asumen la onda sinusoidal y pueden tener un error del 40% en las formas de onda no sinusoidales.
Modelo de cuerpo humano (HBM) según JEDEC JESD22-A114: descarga de 2 a 8 kV a través de 1,5 kohm, 100 pF. A pesar del alto voltaje, la energía es baja (~0,2-3,2 uJ). El daño se debe a la densidad de corriente: un HBM de 8 kV produce una corriente máxima de 5,3 A. La degradación del óxido de compuerta en el CMOS de 3,3 V se produce a ~7 V, por lo que 8 kV atraviesa fácilmente varias capas de óxido.

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