Усилители с токовым выходом

При измерении постоянных напряжений с помощью токового прибора (миллиамперметра) возникают погрешности за счет влияния измерительной цепи на измеряемую, изменения сопротивления медной рамки прибора при изменении температуры окружающей среды. В вольтметрах переменного напряжения к ним добавляются погрешности за счет падения напряжения на диодах выпрямителя.

Применение операционных усилителей (рис. 12.12) позволяет существенно уменьшить перечисленные погрешности и построить милли-вольтметры постоянного и переменного напряжения. Применение неинвертирующего включения ОУ обеспечивает большое входное сопротивление измерительной цепи. Поэтому при ее подключении величина U _вх не изменяется. Так как разность потенциалов между входами ОУ практически равна нулю, ток через калибровочный резистор R определяется соотношением I = U _вх /R. Такой же ток течет через стрелочный прибор (миллиамперметр), подключенный в цепь ООС операционного усилителя. Величина этого тока не зависит от сопротивления рамки токового прибора и других сопротивлений, последовательно с ней включенных (в частности, диодов выпрямительной схемы). С по
мощью резистора R легко изменять шкалу прибора.

В схеме вольтметра переменного напряжения в момент перехода измеряемого напряжения через ноль цепь обратной связи ОУ разомкнута. Поэтому напряжение на выходе ОУ быстро достигает порога отпирания диодов. Следовательно, ошибка за счет напряжения отпирания диодов уменьшается в К раз.

Схема дифференциального усилителя с токовым выходом приведена на рис. 12.13. Наряду с ООС в ней используется ПОС с выхода ОУ на неинвертирующий вход.

Напряжение на выходе операционного усилителя

Подставив это выражение в уравнение тока нагрузки i _н = i ₂ + i ₁, получаем

т.е. ток i _н не зависит от сопротивления нагрузки и пропорционален разности входных напряжений. Устройство выполняет функцию стабилизатора тока.