Керовані джерела напруги (струму)

§ 4.15. Керовані джерела напруги (струму).

Керований джерело напруги (струму) являє собою навзамін чотириполюсник (трехполюснік), вихідна напруга (струм) якого пропорційно вхідному напрузі (струму) цього чотириполюсника, а сам він має властивість джерела напруги (ЕРС) (напруга на його затискачах не залежить від протікає через нього струму) або джерела струму (його струм не залежить від навантаження). Керований джерело позначають часто у вигляді ромба, в якому вказана стрілка (якщо це джерело напруги), або подвійна стрілка (якщо це джерело струму). Поруч записують керуючу величину, помножену на деякий масштабний множник.

Відомі чотири типи ідеалізованих керованих джерел:

1) джерело струму, керований напругою (Ітуні). Схема його зображена на рис. 4.12, а. Вхідний струм вихідний струм пропорційний вхідній напрузі: вхідний і вихідний опору нескінченно великі.

Матриця Y Ітун така:

2) джерело напруги, керований струмом (інут). Схема його представлена ​​на рис. 4.12, б. Вхідна напруга вихідна напруга пропорційно вхідному струмі: вхідний і вихідний опору дорівнюють нулю. Його матриця має вигляд

З) джерело напруги, керований напругою (ІНУН). Схема дана на рис. 4.12, в. Вхідний струм вихідна напруга пропорційно вхідному: вхідний опір нескінченно велике, а вихідний дорівнює нулю. Його матриця така:

4) джерело струму, керований струмом (Итут). Схема зображена на рис. 4.12, р Вхідна напруга вхідний струм пропорційний вхідному: вхідний опір дорівнює нулю, вихідна - нескінченності. Матриця-параметрів його дорівнює

Каскадне з'єднання інут з Ітун має властивість Итут, а каскадне з'єднання Ітун з інут - властивістю ІНУН.

Для всіх перерахованих керованих джерел вихідна величина не впливає на вхідну, а вхідна потужність дорівнює нулю, так як вхідний струм або вхідна напруга дорівнюють нулю.

Керовані джерела часто здійснюють на основі операційних підсилювачів. Так, схема ІНУН на ОУ зображена на рис. 4.9, г, а схема Итут на двох ОУ - на рис. 4.13.

Переконаємося, що схема рис. 4.13 має властивості Итут. Скористаємося позначеннями на цій схемі.

Так як вхідна напруга першого ОУ дорівнює нулю, а то і Вхідний струм першого ОУ вхідний струм другого ОУ Вихідний струм схеми звідси Вихідний струм першого ОУ позначимо Тоді для вузла 3 за першим законом Кірхгофа -Так як то

а потенціал точки Вхідна напруга другого ОУ дорівнює нулю, тому Так як опір між точками 4 і 5 дорівнює опору між точками 4 і 6, то

Прирівнявши (а) до (б), визначимо

Підставами (в) в (а)

Для вузла 6, за першим законом Кірхгофа,

Так як пропорційно а вихідний струм не залежить від опору навантаження, то схема (рис. 4.13) по відношенню до вихідного ланцюга має властивості джерела струму, керованого струмом На рис. 4.14, а представлена ​​одна з можливих схем інут, на рис. 4.14 б - одна з можливих схем інут, а на рис. 4.14, в - схема конвертора негативного опору.

Як імітувати елементи - R, - С, заземлену і незаземлену L, частотно залежні опору, високоомні резистори - [см. додаток Б].

У § 4.14 - 4.15 було прийнято, що для ОУ за рахунок того, що Практично ж Тому при відносно високих частотах при розгляді схем з керованими джерелами слід враховувати залежність К від