(926)274-88-54
Бесплатная доставка.
Бесплатная сборка.
График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
|
|
Звоните! (926)274-88-54 Бесплатная доставка. Бесплатная сборка. |
Ассортимент тканей График работы: Ежедневно. С 8-00 до 20-00. Почта: soft_hous@mail.ru |
  
|
Читальный зал --> Полупроводниковая схемотехнология Ге SU, Sc. 12.6. Эквивалентная схема источника тока, управляемого напряжением, для низких частот. на практике удовлетворяются приближенно. Представим реальный источник тока эквивалентной схемой (рис. 12.6), для которой справедливы следующие уравнения: h=Wre)Ui+0.U2, (12.4) /, = S[/i -(l/rjf/з. При - 00 и г -* со получим идеальный источник тока. Параметр S называют крутизной или проводимостью схемы. Отсюда получим следующее соотношение: R,(l + Ао) ~ AoRi Таким образом, выходное сопротивление источника тока будет равно га=- {dUIdh) = AdRu (12.5) Оно пропорционально дифференциальному коэффициенту усиления операционного усилителя. Дифференциальный коэффициент усиления частотно-скорректированного операционного усилителя имеет достаточно низкую граничную частоту (например, fgA~0 Гц для операционного усилителя типа 741), причем следует иметь в виду, что на низких частотах коэффициент усиления Ад становится комплексным. В комплексных обозначениях формула (12.5) будет иметь вид 1Ш. ИСТОЧНИКИ ТОКА с НЕЗАЗЕМЛЕННОЙ НАГРУЗКОЙ В инвертирующем и электрометрическом усилителе по резистору отрицательной обратной связи протекает ток = = VJRi. Таким образом, этот ток не зависит от падения напряжения на резисторе Rl. Следовательно, оба этих усилителя можно использовать в качестве источников тока, в которых вместо резистора обратной связи включена нагрузка (рис. 12.7 и 12.8). Для полного входного сопротивления справеджвы те же соотношения, что и для соответствующих источников напряжения, управляемых напряжением (рис. 12.2 и 12.3). Поскольку дифференциальный коэффициент усиления Ао операционного усилителя для заданного выходного сопротивления имеет конечное значение, разность потенциалов = Vp - остается отличной от нуля. Для определения выходного сопротивления источника тока на рис. 12.7 запишем VN=-iyjAo), - - Г+Лш/ш ) (12.6)  8ис. 12.7. Инвертирующий усилитель как источник тока, управляемый напряжением Идеальная передаточная фунгаия h - l/i/Ri. Полное входное сопротнЕлеяие Z.R. Полное выходное сопротивление Z. =/IpRill ,4о*>°>9/(  Рис. 12.8. Электрометрический усилитель как источник тока, управляемый напряжением. Идеальная передаточная функция h = Ui/R,. Полное входное сопротивление Z, - FgjH l/jmCgj. Полное выходное сопротивление Z. =* ,MiCD cd. Полное выходное сопротивление можно представить в виде параллельно соединенных активного сопротивления и емкости Сд. В этом случае формулу (12.6) можно представить в виде (imoi) + (j<s>IAoR,%a) (12.7) где Ra = AoRi и Q = l/AoRiO- Например, для операционного усилителя с параметрами Ао = 10*, / = 10 Гц при Rl = 1 кОм получим R = 100 МОм и С. = 159 пФ. Для сигналов, превышающих 10 кГц, величина полного входного сопротивления уменьшается до 100 кОм. Полное выходное сопротивление схемы на рис. 12.8 может быть рассчитано аналогично. Исходя из рассмотренных параметров источников тока, изображенных на схемах рис. 12.7 и 12.8, можно заключить, что они могут использоваться для различных целей. Однако эти источники обладают существенным недостатком. Ни к одному из концов нагрузки этих источников тока не может быть приложен постоянный потенциал, поскольку в противном случае либо выход, либо iV-вход операционного усилителя будет закорочен. Приведенные ниже схемы не имеют этого недостатка. 12.3.2. ИСТОЧНИКИ ТОКА С ЗАЗЕМЛЕННОЙ НАГРУЗКОЙ Принцип действия источника тока, схема которого приведена на рис. 12.9, со- Рис. 129. Источник тока, управляемый напряжением, для заземленной нагрузки. Выходной ток I. = для Rj - r5/(ri + Ri\ СТОИТ в том, что выходной ток измеряется по падению напряжения на резисторе К-Выходное напряжение операционного усилителя устанавливается при этом таким, что падение напряжения на резисторе l?i оказывается равным величине входного напряжения. Для определения выходного тока источника воспользуемся правилом узлов для iV- и Р-входов и выхода операционного усилителя: {Va - УЩг - VnIR = О, {Ul - Vp)/R2 + (C/j - Vp)/R2 = О, {V, - UVRi + (Vp - U,)IR2 - l2 = 0. Из этих уравнений с учетом того, что Vn = р, получим \ 2RiR, 2R.R, J Путем выбора номинала резистора обеспечим независимость выходного тока от выходного напряжения. Приравняв нулю коэффициент при U2 получим 3 = Rl/iRi + Rl)- Теперь выражение для выходного тока источника будет иметь вид l2=Ui/{Ri \\R2). На практике сопротивление Ri выбирают достаточно малым, чтобы падение напряжения на нем не превышало нескольких вольт. Величина сопротивления обычно велика по сравнению с Ri, что позволяет не нагружать источник напряжения [7, и операционный усилитель. Учитывая условие rj Rl, получим приближенные выражения для выходного тока и сопротивления резистора R: I2 * UJRi и R3X R2. Выполняя точную подстройку rj, можно добиться бесконечного выходного сопротивления источника тока на низких частотах при реальных характеристиках операционного усилителя. Недостаток схемы, однако, состоит в том, что внутреннее сопротивление Rg управляющего источника Рис. 12.10. Схема источника тока, управляемого напряжением. Выходной ток /в = Vt/Ri для Яз =   А. напряжения входит в выражение для сопротивления R, поскольку R оказывается включенным последовательно с входным сопротивлением К тому же ток управляющего источника напряжения зависит от сопротивления нагрузки. В результате полная балансировка источника невозможна, если R, как, например, у стабилитронов, зависит от нагрузки. В связи с этим схеме, приведенной на рис. 12.10, следует отдавать предпочтение, поскольку резистор Rj оказывается присоединенным к виртуальному нулю. Другое достоинство этой схемы состоит в том, что она не требует синфазного управления. Для расчета выходных токов в схеме рис. 12.10 используем следующее соотношение: V= -Кз = [7i +(R,/R3)[/,. Применив правило узлов для выхода схемы, запишем (F, - [7,)/Ri - UJR, - = 0. Исключив потенциал V, получим выражение 1 = UJRi + [(Ra - R3 - RiVRiRj] U, из которого следует, что выходной ток не будет зависеть от выходного напряжения, если выполняется условие R3 = Rj - Rl. 12.3.3. ЭТАЛОННЫЕ ИСТОЧНИКИ ТОКА НА ТРАНЗИСТОРАХ В гл. 4 и 5 были рассмотрены простые схемы источников тока, выполненных на биполярных и полевых транзисторах, один из концов нагрузки которых заземлен. Не- достаток этих схем состоит в том, что выходной ток нельзя точно определить, так как он зависит от напряжений {Jg и Uqs-Для исключения этой зависимости достаточно ввести в схему операционный усилитель. На рис. 12.11 показаны схемы источников тока с биполярным и полевым транзисторами. Выходное напряжение операционного усилителя устанавливается таким, что напряжение на резисторе Ri равно Ui. (Это, естественно, выполняется при положительном напряжении, когда транзисторы еще заперты.) При этом, ток через резистор Rl будет равен Ui/Ri- Выходной ток источников определяется соотношениями для схемы с биполярным транзистором: h = (f/i/Ri)[i - (mi для схемы с полевым транзистором: /,= [/i/Ri. Различие выходных токов объясняется тем, что в биполярных транзисторах часть эмиттерного тока ответвляется в базу. Коэффициент усиления по току В этих транзисторов зависит от напряжения Uce, и, следовательно, ток Ig изменяется в зависимости от t/j. В разд. 5.5 из-за этого эффекта выходное сопротивление источника ограничено величиной Рге, если даже считать операционный усилитель идеальным. Влияние конечного усиления по току может быть уменьшено, если биполярный транзистор включить по схеме Дарлингтона. Практически же это влияние можно полностью устранить, применяя полевой транзистор, поскольку ток затвора в нем очень мал. Выходное сопротивление схемы на рис. 12.11,6 ограничивается только ко-
ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку. Звоните! Ежедневно! (926)274-88-54 Продажа и изготовление мебели. Копирование контента сайта запрещено. Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы. |