16.3.5. СТАБИЛИЗАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЙ, СИММЕТРИЧНЫХ ОТНОСИТЕЛЬНО ЗЕМЛИ

Для стабилизации симметричных относительно земли напряжений можно использовать, как показано на рис. 16.14, два независимых друг от друга стабилизатора напряжения. Однако бывают случаи, когда требуется, чтобы оба напряжения независимо от их абсолютной величины как можно более точно равнялись друг другу. Такое условие выполняется схемой, изображенной на рис. 16.16. Положительное выходное напряжение стабилизируется любым известным методом с помощью операционного усилителя Это напряжение используется в качестве опорного для стабилизации отрицательного напряжения При этом усилитель включен по инвертирующей схеме с входным напряжением Тогда при будет выполнено условие

Так как напряжение на выходе усилителя всегда отрицательно, а напряжение на его входе равно нулю, в качестве положительного напряжения питания усилителя можно использовать нулевое напряжение. Необходимой предпосылкой здесь является то, что в операционных усилителях, например типа предельная граница для напряжения синфазного сигнала, при котором усилитель остается в линейном режиме работы, равна положительному напряжению питания.

Получение симметричных стабилизированных напряжений из одного изолированного от общей точки входного напряжения

Часто при питании электронных устройств от батарей возникает задача получения из одного гальванически

Рис. 16.16. Совмещенная схема стабилизации симметричных относительно земли напряжений. Операционные усилители типа фирмы Silicon General.

изолированного нестабилизированного напряжения двух симметричных относительно общей точки (земли) стабилизированных напряжений. Для этого необходимо прежде всего при помощи одной из вышеописанных схем стабилизатора получить стабилизированное значение суммы этих напряжений. Далее используется вторая схема, обеспечивающая деление этого напряжения в желаемой пропорции. В принципе для этих целей мог бы подойти резисторный делитель напряжений, средняя точка которого соединена с общей точкой. Коэффициент деления напряжения такой схемы тем стабильнее, чем более низкоомными выбираются резисторы делителя. Это, однако, приводит к увеличению потерь мощности в делителе. Более целесообразным решением является замена делителя напряжения двумя транзисторами, из которых всякий раз открывается тот, что находится с менее нагруженной стороны. Соответствующая такому решению схема изображена на рис. 16.17.

Делитель на резисторах К, делит напряжение батареи пополам. Он может быть высокоомным, так как нагружен только входным током покоя операционного усилителя. Если среднюю точку усилителя напряжения заземлить, то напряжение батареи фактически будет поделено на два равных по величине и противоположных по знаку выходных напряжения. Операционный усилитель сравнивает напряжение на выходе схемы с нулевым и поддерживает напряжение на своем выходе таким, чтобы разность сравниваемых напряжений равнялась нулю. Этот эффект достигается благодаря действию обратной связи. Если, например, нагрузить положительный выход схемы на землю сильнее, чем отрицательный, то положительное напряжение несколько уменьшится.

Рис. 16.17. Схема симметрирования гальванически изолированного от земли напряжения.

Это приведет к некоторому снижению напряжения на входе операционного усилителя. Напряжение на выходе операционного усилителя при этом понизится так, что транзистор запрется, а транзистор откроется. Это приведет к компенсации изменения напряжений на положительном выходе схемы. В стационарном режиме ток через транзистор достигнет такой величины, что оба выхода схемы окажутся одинаково нагруженными. Оба транзистора работают в этой схеме в качестве параллельных регуляторов напряжения, из которых только один находится в активном режиме.

При малой несимметрии токов нагрузки вместо транзисторов можно использовать непосредственно транзисторы оконечного каскада операционного усилителя. Для этого его выход заземляется.