不能使用“虚断、虚短”分析方法的压控双向电流源电路 -

标题: 不能使用“虚断、虚短”分析方法的压控双向电流源电路 [打印本页]

作者: donglw 时间: 2024-4-23 19:10
标题: 不能使用“虚断、虚短”分析方法的压控双向电流源电路
压控双向电流源电路属于线性运算放大电路，由于电路使用了正反馈电路，所以不能使用“虚断、虚短”分析方法，只能采用反馈分析方法。由于压控双向电流源电路中的四个电阻要求等值，因此需要采用印制平面电阻加激光校正方式，电路图中的运算放大器建议采用裸片，图中给出了裸片型号。为了便于使用方便，图中给出了计算公式。

线性运算放大器的输出和输入信号的波形相同。如果输入是正弦波，则输出也是正弦波。运算放大器在信号整个周期内都不会进入饱和区；而非线性运算放大器的输出通常与输入信号的波形不同，这是因为运算放大器在输入周期的某个时间段内达到饱和。线性运算放大器与非线性运算放大器主要区别是非线性运算放大器引入正反馈电路。另外，线性运算放大器通常采用“虚断、虚短”分析方法，而非线性放大器通常采用反馈电路的分析方法。
上图压控双向电流源电路存在正反馈电路，分析方法显然不能采用“虚断、虚短”分析方法，只能采用反馈电路的分析方法。难道压控双向电流源电路是非线性电路？答案是错误的，压控双向电流源电路是线性电路，只不过它不能采用“虚断、虚短”分析方法。
为了简单分析压控双向电流源电路的原理可以采用正向压控电流源电路，负载电流方向如上图所示。（反向压控电流源电路，负载电流方向与上图所示方向相反）。
在压控双向电流源电路中可以看出，输出通过R2、R1实现了回送到入端的目的，这是负反馈，其反馈系数为FN=R1/(R1+R2)。输出通过R4、R3，还有负载RL实现了回送到入端的目的，这是正反馈，其反馈系数为FP=（R3//RL）/(R4+R3//RL)。由于压控双向电流源电路要求是线性电路，因此只要负载RL接入正反馈系数必须小于负反馈系数，电路呈现出负反馈效果。因此对采用正向压控电流源采用负反馈分析方法。

如果R2=kR1，R4=kR3，则简化为：

如果k=1，即4个电阻全部相等，则进一步简化为：

知识扩展：压控双向电流源电路另外一种形态的电路,如下图：

式中：Iout为输出电流；-Uin表示输出电压是反相的；VL(max)为输出最大电压；RL(max)为运算放大器未进入饱和时输出负载的最大值；Imax为受控源的短路电流；Isc为运算放大器的短路输出电流。
例如：Vcc=15,Uin=3V,R=1kΩ时，运算放大器不进入饱和的最大负载电阻是：

注意：1）压控双向电流源中四个电阻要求是相同，可以采用印刷平面电阻加激光校正的方法。
2）运算放大器采用裸片，裸片型号为：AD8009ACHIPS。

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作者: donglw 时间: 2024-4-26 07:53
浮空负载在需要多负载的电路设计中可能出现干扰，另外，许多压控电路是一个单向电流源。为了确保工程设计移植的可靠性，所提供的电路通过NI公司发行的MultiSim仿真软件验证。器件资料是从icpdf上下载的。

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