12.3. ИСТОЧНИКИ ТОКА, УПРАВЛЯЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЕМ

Источники тока, управляемые напряжением, предназначены для обеспечения нагрузки током который не зависит от выходного напряжения и регулируется только напряжением Уравнения

Рис. 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:

При получим идеальный источник тока. Параметр называют крутизной или проводимостью схемы.

12.3.1. ИСТОЧНИКИ ТОКА С НЕЗАЗЕМЛЕННОЙ НАГРУЗКОЙ

В инвертирующем и электрометрическом усилителе по резистору отрицательной обратной связи протекает ток Таким образом, этот ток не зависит от падения напряжения на резисторе 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 справедливы те же соотношения, что и для соответствующих источников напряжения, управляемых напряжением (рис. 12.2 и 12.3).

Поскольку дифференциальный коэффициент усиления операционного усилителя для заданного выходного сопротивления имеет конечное значение, разность потенциалов остается отличной от нуля. Для определения выходного сопротивления источника тока на рис. 12.7 запишем

Отсюда получим следующее соотношение:

Таким образом, выходное сопротивление источника тока будет равно

Оно пропорционально дифференциальному коэффициенту усиления операционного усилителя.

Дифференциальный коэффициент усиления частотно-скорректированного операционного усилителя имеет достаточно низкую граничную частоту (например, Гц для операционного усилителя типа 741), причем следует иметь в виду, что на низких частотах коэффициент усиления становится комплексным. В комплексных обозначениях формула (12.5) будет иметь вид

Рис. 12.7. Инвертирующий усилитель как источник тока, управляемый напряжением Идеальная передаточная функция Полное входное сопротивление Полное выходное сопротивление

Рис. 12.8. Электрометрический усилитель как источник тока, управляемый напряжением. Идеальная передаточная функция Полное входное сопротивление Полное выходное сопротивление —

Полное выходное сопротивление можно представить в виде параллельно соединенных активного сопротивления и емкости . В этом случае формулу (12.6) можно представить в виде

где .

Например, для операционного усилителя с параметрами Гц при получим

Для сигналов, превышающих величина полного входного сопротивления уменьшается до 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 N-вход операционного усилителя будет закорочен. Приведенные ниже схемы не имеют этого недостатка.