Джерела струму із заземленою навантаженням

Принцип дії джерела струму, схема якого наведена на рис. 9, полягає в тому, що вихідний струм вимірюється по падінню напруги на резисторі R1. Вихідна напруга ОУ встановлюється таким, що падіння напруги на резисторі R1 виявляється рівним величині вхідної напруги.

Мал. 9. Джерело струму, керований напругою, для заземленою навантаження

Для визначення вихідного струму джерела запишемо рівняння за першим законом Кірхгофа для n - і р -вхід і виходу операційного підсилювача:

З цих рівнянь з урахуванням того, що Un = Up. отримаємо:

Прирівнявши нулю коефіцієнт при U2. знайдемо умова незалежності вихідного струму від напруги на навантаженні -

Тепер вираз для вихідного струму джерела матиме вигляд:

Виконуючи точне підстроювання R3. можна домогтися нескінченного вихідного опору джерела струму на низьких частотах при реальних характеристиках операційного підсилювача. Недолік схеми, однак, полягає в тому, що внутрішній опір Rи керуючого джерела напруги U1 входить у вираз (8) (воно додається до опору резистора, підключеного до входу схеми). До того ж, струм керуючого джерела напруги залежить від опору навантаження. В результаті повна балансування джерела неможлива, якщо Rи. як, наприклад, у стабілітронів, залежить від струму.

Цього недоліку не має схема, наведена на рис. 10. Тут вхідний резистор приєднаний до віртуального нуля. Інша перевага цієї схеми полягає у відсутності синфазного сигналу. Для розрахунку вихідного струму в цій схемі використовуємо наступне співвідношення:

Запишемо рівняння за першим законом Кірхгофа для виходу схеми.

Мал. 10. Джерело струму на ОУ в инвертирующем включенні

Виключивши потенціал U4. отримаємо вираз:

з якого випливає, що вихідний струм не буде залежати від вихідної напруги, якщо виконується умова

На закінчення зазначимо, що розглянуті вище джерела струму із заземленою навантаженням є системи з регулюванням по обуренню (системи з компенсаційними зв'язками). На відміну від систем з регулюванням по відхиленню (систем з негативними зворотними зв'язками), системи з регулюванням по обуренню вимагають точного налаштування параметрів зв'язків, як це і випливає з останнього виразу і вирази (8). Схеми джерел струму з незаземленої навантаженням - це системи з регулюванням по відхиленню. Вони не вимагають точного налаштування зв'язків, а лише по можливості більшого значення диференціального коефіцієнта посилення ОУ.