DD274695A1 - Einstellbare konstantstromquelle mit einem operationsverstaerker - Google Patents

Abstract

Einstellbare Konstantstromquelle mit einem Operationsverstaerker. Die Erfindung betrifft eine einstellbare Konstantstromquelle mit einem Operationsverstaerker, wobei keine weiteren Abgleichelemente zur Beschaltung des Operationsverstaerkers und keine stabilisierte Referenzspannungsquelle benoetigt werden. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die Rueckfuehrungen des Ausgangs des Operationsverstaerkers zu seinen Eingaengen keine Abgleichelemente enthalten und an den Offsetkompensationseingaengen des Operationsverstaerkers eine regelbare Spannung anliegt. Die regelbare Spannung kann durch ein Bezugspotential, welches am Schleifer eines an die Offsetkompensationseingaenge des Operationsverstaerkers geschalteten Potentiometers liegt, realisiert werden. Eine andere Moeglichkeit zur Erzeugung der regelbaren Spannung besteht in der Anordnung einer steuerbaren Spannungsquelle, welche ueber einen Spannungsteiler mit den Offsetkompensationseingaengen des Operationsverstaerkers verbunden ist. Durch die regelbare Spannung an den Offsetkompensationseingaengen des Operationsverstaerkers wird am Ausgang des Operationsverstaerkers ein offsetspannungsproportionaler Konstantstrom erzeugt. Fig. 1

Description

kann auch bei längerer Einsatzdauer der Konstantstromquelle der Konstantstrom immer wieder neu eingestellt werden, ohne daß irgendwelche zusätzlichen Bauelemente abgeglichen werden müssen. Die Stabilität des erzeugten Konstantstromes ist damit unabhängig von den Alterungsprozessen ansonsten üblicher Abgleichelemente. Die Größe des erzeugten Konstantstroms wird lediglich vom Arbeitsbereich des Operationsverstärkers bestimmt und umfaßt auch sehr kleine Ströme, welche für alle in der Meßtechnik praktisch auftretenden Anwendungsfälle geeignet sind.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dabei zeigen

Fig. 1: eine erfindungsgemäße Konstantstromquelle mit Potentiometerregelung und Fig. 2: eine erfindungsgemäße Konstantstromquelle mit steuerbarer Spannungsquelle.

Gemäß Fig. 1 ist der Ausgang eines Operationsverstärkers 1 mit seinem invertierenden Eingang und über einen Widerstand 2 mit seinem nichtinvertierenden Eingang verbunden. Zum Widerstand 2 ist ein Lastwiderstand 3 in Reihe geschaltet. An die Offsetkompensationseingängedes Operationsverstärkers 1 ist ein Potentiometer 4 geschaltet, dessen Schleifer mit einem Bezugspotential 5 verbunden ist. Durch Veränderung der Potentiometereinstellung wird am Ausgang des Operationsverstärkers 1 ein offsetspannungsproportionaler Konstantstrom erzeugt.

Gemäß Fig.2 sind die Offsetkompensationseingänge des Operationsverstärkers 1 über einen Spannungsteiler 6 mit einer steuerbaren Spannungsquelle 7 verbunden. Der Vorteil dieser Anordnung ist die Möglichkeit der automatischen Einstellung der Größe des Konstantstroms in einem Regel-, Prüf- oder Meßprozeß mittels der steuerbaren Spannungsquelle 7, wobei sowohl konstante Gleichströme als auch konstante Wechselströme erzeugt werden können.

An das Bezugspotential 5 bzw. die steuerbare Spannungsquelle 7 sind keine besonderen Anforderungen analog einer stabilisierten Referenzspannungsquelle zu stellen, so daß der Schaltungsaufwand gering ist.

Claims (3)

1. Einstellbare Konstantstromquelle mit einem Operationsverstärker, dessen Ausgang an den invertierenden Eingang und über einen Widerstand an den nichtinvertierenden Eingang zurückgeführt ist und wobei der Widerstand am Ausgang des Operationsverstärkers mit dem Lastwiderstand in Reihe geschaltet ist, gekennzeichnet dadurch, daß der Ausgang des Operationsverstärkers mit seinem invertierenden Eingang kurzgeschlossen und über einen Widerstand mit seinem nichtinvertierenden Eingang verbunden ist und daß an den Offsetkompensationseingängen des Operationsverstärkers eine regelbare Spannung anliegt.

2. Einstellbare Konstantstromquelle nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zur Erzeugung der regelbaren Spannung die Offsetkompensationseingänge des Operationsverstärkers über einen Spannungsteiler mit einer steuerbaren Spannungsquelle verbunden sind.' .

3. Einstellbare Konstantstromquelle nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zur Erzeugung der regelbaren Spannung die Offsetkompensationseingänge des Operationsverstärkers mit dem Potentiometer verbunden sind, dessen Schleifer an ein Bezugspotential geschaltet ist.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist zur Erzeugung von Konstantströmen für die Meßtechnik anwendbar.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Konstantstromquellen werden bekannterweise durch Transistoren mit Emitterwiderständen gebildet, wobei die Basis des Transistors an einem konstanten Potential liegt und der Kollektor einen weitestgehend lastunabhängigen Konstantstrom liefert. Nachteilig bei dieser Art von Konstantstromquelle ist ihr endlicher Innenwiderstand und daß bedingt durch die endliche Stromverstärkung des Transistors sehr kleine Konstantströme nicht erzeugt werden können. Für einstellbare Konstantstromquellen werden auch Operationsverstärker verwendet, wobei der Ausgang des Operationsverstärkers über Abgleichwiderstände mit den Eingängen rückgekoppelt ist und der Lastwiderstand mit einem Widerstand am Ausgang des Operationsverstärkers in Reihe geschaltet ist (seihe auch Seifart, Analoge Schaltungen, Verlag Technik Berlin 1987, S. 326ff.). Der Konstantstrom am Ausgang des Operationsverstärkers wird durch eine an den invertierenden oder nichtinvertierenden Eingang angelegte Spannung eingestellt. Nachteilig ist, daß für einen stabilen Betrieb der Konstantstromquelle die Abgleichwiderstände hochgenau abgeglichen werden müssen. Trotz Abgleich wird aufgrund von Alterungsprozessen die Funktionsfähigkeit der Konstantstromquelle stark beeinträchtigt und erfordert nach längerer Einsatzdauer einen Neuabgleich.

Aus der DE-OS 2622036 ist eine geerdete Konstantstromquelle bekannt, die aus zwei Operationsverstärkern und einem Widerstand besteht, wobei der Ausgangsstrom durch eine externe Referenzspannung an einem Eingang des ersten Operationsverstärkers erzeugt wird. Nachteilig ist der hohe Schaltungsaufwand und die Verwendung der zusätzlichen Referenzspannung, welche stabilisiert sein muß.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, eine einstellbare Konstantstromquelle mit einem Operationsverstärker bei geringem schaltungstechnischem Aufwand und ohne zusätzlichen Abgleichaufwand zu schaffen. Die Langzeitstabilität des erzeugten Konstantstromes soll ohne den sonst üblichen Neuabgleich von Abgleichelementen gewährleistet sein.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einstellbare Konstantstromquelle mit einem Operationsverstärker zu schaffen, wobei keine weiteren Abgleichelemente zur Beschaltung des Operationsverstärkers und keine stabilisierte Referenzspannungsquelle benötigt werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Ausgang des Operationsverstärkers mit seinem invertierenden Eingang kurzgeschlossen und über einen Widerstand mit seinem nichtinvertierenden Eingang verbunden ist und an den Offsetkompensationseingängen des Operationsverstärkers eine regelbare Spannung anliegt. Die regelbare Spannung kann durch ein Bezugspotential, welches am Schleifer eines an die Offsetkompensationseingänge des Operationsverstärkers geschalteten Potentiometers liegt, realisiert werden. Eine andere Möglichkeit zur Erzeugung der regelbaren Spannung besteht in der Anordnung einer steuerbaren Spannungsquelle, welche über einen Spannungsteiler mit den Offsetkompensationseingängen des Operationsverstärkers verbunden ist.

Durch die regelbare Spannung an den Offsetkompensationseingängen des Operationsverstärkers wird am Ausgang des Operationsverstärkers ein offsetspannungsabhängiger, der Offsetspannung proportionaler Konstantstrom erzeugt. Dadurch