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Conversor de unidades de tensão

Converte tensão entre microvolts, milivolts, volts, kilovolts e megavolts.

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Fórmula

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

Como Funciona

Esta calculadora converte entre volts, milivolts, microvolts e quilovolts para engenheiros eletrônicos, projetistas de instrumentação e profissionais de sistemas de energia. De acordo com o folheto SI (BIPM), o volt é definido como W/A = J/C = kg · m ^ 2/ (A · s ^ 3), rastreável ao padrão de tensão Josephson com incerteza relativa de 10 ^ -10. A eletrônica abrange 12 ordens de magnitude: nanovolts para magnetômetros SQUID, microvolts para termopares (40 uV/c para o Tipo K de acordo com a IEC 60584), milivolts para pontes de Wheatstone (2 mV/V típicos), volts para níveis lógicos (3,3 V LVCMOS por JEDEC) e quilovolts para testes de ESD (8 kV por IEC 61000-4-2). Ruído térmico em uma largura de banda de 1 MHz a 50 ohm: 0,91 uV RMS de acordo com a equação de Johnson-Nyquist.

Exemplo Resolvido

Problema: Um termopar tipo K produz 4,096 mV a 100 C (junção fria a 0 C). Projete o condicionamento de sinal para interagir com um ADC de 12 bits (faixa de 0-3,3 V).

Solução:

  1. Saída de termopar: 4,096 mV = 4096 uV = 0,004096 V
  2. ADC LSB: 3,3 V/ 4096 = 0,8057 mV = 805,7 uV
  3. Ganho necessário: 3,3 V/4,096 mV = 806x (para escala completa a 100 C)
  4. Ganho prático: 800x usando dois estágios (20x × 40x) por amplificador de instrumentação
  5. Saída a 100 C: 4,096 mV × 800 = 3,277 V (dentro da faixa de 0-3,3 V)
  6. Resolução de temperatura: 0,8057 mV/800/40 uV/C = 0,025 C por LSB

Dicas Práticas

  • ✓Tensão de ruído térmico de acordo com Johnson-Nyquist: V_n = sqrt (4ktrB) onde k = 1,380649 × 10^-23 J/K. A 290 K, 50 ohm, 1 MHz: V_n = 0,91 uV RMS. Isso define o limite SNR fundamental para medições sensíveis
  • ✓Níveis de tensão lógica por 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 os limites altos e baixos para uma interface confiável
  • ✓Níveis de teste ESD de acordo com IEC 61000-4-2: descarga de contato 2-8 kV, descarga de ar 2-15 kV. Um pulso ESD de 2 kV contém ~ 0,5 mJ, mas fornece corrente de pico de 7,5 A - o suficiente para danificar portas CMOS de 3,3 V

Erros Comuns

  • ✗Confundindo mV (10^-3 V) com uV (10^-6 V) - eles diferem em 1000x. A saída do termopar está na faixa de mV; o ruído de entrada do amplificador é na faixa de UV. Um ruído de 10 uV no sinal de 4 mV = erro de 0,25%
  • ✗Ignorando a queda de tensão em caminhos de alta corrente - de acordo com IPC-2221, uma resistência de traço de corrente de 10 A por 10 mohm causa queda de 100 mV, significativa para trilhos lógicos de 3,3 V (queda de 3%)
  • ✗Usando um osciloscópio com escala vertical errada - misturar mV/div e V/div leva a um erro de amplitude de 1000x. Um sinal de 5 mV na escala de 5 V/div aparece como linha plana

Perguntas Frequentes

Ruído térmico (Johnson) a 290 K: V_n = 0,13 × sqrt (R × BW_MHz) uV. Para 50 ohm, 1 MHz: 0,91 uV RMS. Ruído de entrada do amplificador operacional: 1-20 nV/sqrt (Hz) típico, então 3 uV RMS em largura de banda de 100 kHz. Amplificadores de instrumentação de baixo ruído (AD8429): 1 nV/sqrt (Hz) = 0,3 uV em 100 kHz BW.
Use a faixa de mV para: saída de termopar (0-50 mV), tensão do resistor de derivação (10-100 mV na corrente nominal), saída do sensor de ponte (0-30 mV), pequenas quedas de tensão. Use a faixa V para: trilhos da fonte de alimentação, sinais lógicos, voltagens da bateria. Resolução DMM: 4,5 dígitos na faixa mV = 1 uV, na faixa V = 1 mV.
Para onda senoidal: V_peak = V_RMS × sqrt (2) = 1,414 × V_RMS de acordo com a definição do IEEE. Rede elétrica 230 V RMS = pico de 325 V. Para cálculos de potência: P = V_RMS^2/R (verdadeiro para qualquer forma de onda). Os multímetros exibem RMS real para AC; medidores baratos assumem onda senoidal e podem ter 40% de erro em formas de onda não sinusoidais.
Modelo de corpo humano (HBM) de acordo com JEDEC JESD22-A114: descarga de 2-8 kV através de 1,5 kohm, 100 pF. Apesar da alta tensão, a energia é baixa (~ 0,2-3,2 uJ). Os danos ocorrem devido à densidade de corrente: 8 kV HBM produz 5,3 A de corrente de pico. A degradação do óxido de porta em CMOS de 3,3 V ocorre a ~ 7 V, então 8 kV perfuram facilmente várias camadas de óxido.

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