ОУ для компенсации внутреннего тока потребления ИОН

[matrox]

Есть вот такая схема, используется для возбуждения термометра сопротивления стабилизированным током в 198 мкА.

2012-07-10_08h24_42.png

(47.69 КБ) 389 скачиваний

По описанию, ОУ здесь для "устранения влияния собственного тока потребления источника опорного напряжения". Перечитал кучу информации, но так и не понял, как именно это работает. Может кто подскажет?

[mickbell]

В описании - явная ерунда. Это - источник стабильного тока. Грубо говоря, работает он так. Опер регулирует потенциал GND и GNDS источника так, чтобы падение напряжения на R2 всегда было равно 2.5 В, таким образом ток через R2 поддерживается на уровне 2.5/12.6=0.198 мА независимо от сопротивления нагрузки. Поскольку ток в опер не втекает (очень большое входное сопротивление), то весь он идёт в нагрузку.

[matrox]

В описании - явная ерунда. Это - источник стабильного тока. Грубо говоря, работает он так. Опер регулирует потенциал GND и GNDS источника так, чтобы падение напряжения на R2 всегда было равно 2.5 В, таким образом ток через R2 поддерживается на уровне 2.5/12.6=0.198 мА независимо от сопротивления нагрузки. Поскольку ток в опер не втекает (очень большое входное сопротивление), то весь он идёт в нагрузку.

Спасибо за ответ. Хотелось бы понять механизм регулирования.

Если нагрузка не подключена, то прямом входе ОУ мы имеем 2,5 В. Стремясь уравнять потенциалы, на инверсном входу ОУ через ОС устанавливает так же потенциал в 2,5 В.

Если я в этом не ошибаюсь, то возникает первый вопрос - получается, что на входе ИОН 5В, на GND 2,5 В. Разница потенциалов 2,5 В, но чтобы ИОН выдавал 2,5 В на выходе, на входе разница потенциалов должна быть в районе 2,5В+X мВ (в зависимости от нагрузки).

Если мы подключим в нагрузку, например, сопротивление в 100 Ом, то ток изменится и будет равным 0.196 мА, а падение напряжения на R2 = 2,469. ОУ выставит на инверсном входе такое же напряжение, то есть на GND и GNDS ИОНа будет напряжение в 2,469.

Верно ли это и что произойдет дальше?

[mickbell]

В описании - явная ерунда. Это - источник стабильного тока. Грубо говоря, работает он так. Опер регулирует потенциал GND и GNDS источника так, чтобы падение напряжения на R2 всегда было равно 2.5 В, таким образом ток через R2 поддерживается на уровне 2.5/12.6=0.198 мА независимо от сопротивления нагрузки. Поскольку ток в опер не втекает (очень большое входное сопротивление), то весь он идёт в нагрузку.

Спасибо за ответ. Хотелось бы понять механизм регулирования.

Если нагрузка не подключена, то прямом входе ОУ мы имеем 2,5 В. Стремясь уравнять потенциалы, на инверсном входу ОУ через ОС устанавливает так же потенциал в 2,5 В.

Если нагрузка не подключена, то этот случай мы не рассматриваем, источники тока не обязаны работать на обрыв. Конечно, тут напряжение не прыгнет до мегавольта, но обратная связь разомкнётся. Лучше начать рассмотрение с КЗ, а потом ввести термометр сопротивления.

Если я в этом не ошибаюсь, то возникает первый вопрос - получается, что на входе ИОН 5В, на GND 2,5 В. Разница потенциалов 2,5 В, но чтобы ИОН выдавал 2,5 В на выходе, на входе разница потенциалов должна быть в районе 2,5В+X мВ (в зависимости от нагрузки).

А у нас в запасе целых 2500 мВ. Из них X - падение на ИОНе, Y - падение на термометре сопротивления, и ещё приличный запас остаётся.

Если мы подключим в нагрузку, например, сопротивление в 100 Ом, то ток изменится и будет равным 0.196 мА, а падение напряжения на R2 = 2,469. ОУ выставит на инверсном входе такое же напряжение, то есть на GND и GNDS ИОНа будет напряжение в 2,469.

Верно ли это и что произойдет дальше?

Попробую рассказать как смогу. Сначала замкнём нагрузку. Опер выдаст ноль на GND, на выходе ИОНа 2.5 В, ток через замкнутую нагрузку 198 мкА. Теперь уберём замыкание. Нагрузка 100 Ом, суммарная для ИОНа 12.7 кОм, ток падает до 2.5/12.7=197 мкА. На выходе ИОНа пока 2.5 В, а на входе опера уже 19.7 мВ. Опер их подаёт на GND, отчего выход ИОНа тоже приподнимается на эти 19.7 мВ. И через несколько таких итераций (на самом деле регулирование аналоговое, плавное) ток установится в точности как задано, то есть 198 мкА.

[matrox]

Попробую рассказать как смогу. Сначала замкнём нагрузку. Опер выдаст ноль на GND, на выходе ИОНа 2.5 В, ток через замкнутую нагрузку 198 мкА. Теперь уберём замыкание. Нагрузка 100 Ом, суммарная для ИОНа 12.7 кОм, ток падает до 2.5/12.7=197 мкА. На выходе ИОНа пока 2.5 В, а на входе опера уже 19.7 мВ. Опер их подаёт на GND, отчего выход ИОНа тоже приподнимается на эти 19.7 мВ. И через несколько таких итераций (на самом деле регулирование аналоговое, плавное) ток установится в точности как задано, то есть 198 мкА.

Большое спасибо! Все стало понятно