不能使用“虛斷、虛短”分析方法的壓控雙向電流源電路

ID:344848 · 發表于 2024-4-23 19:10

壓控雙向電流源電路屬于線性運算放大電路，由于電路使用了正反饋電路，所以不能使用“虛斷、虛短”分析方法，只能采用反饋分析方法。由于壓控雙向電流源電路中的四個電阻要求等值，因此需要采用印制平面電阻加激光校正方式，電路圖中的運算放大器建議采用裸片，圖中給出了裸片型號。為了便于使用方便，圖中給出了計算公式。

線性運算放大器的輸出和輸入信號的波形相同。如果輸入是正弦波，則輸出也是正弦波。運算放大器在信號整個周期內都不會進入飽和區；而非線性運算放大器的輸出通常與輸入信號的波形不同，這是因為運算放大器在輸入周期的某個時間段內達到飽和。線性運算放大器與非線性運算放大器主要區別是非線性運算放大器引入正反饋電路。另外，線性運算放大器通常采用“虛斷、虛短”分析方法，而非線性放大器通常采用反饋電路的分析方法。
上圖壓控雙向電流源電路存在正反饋電路，分析方法顯然不能采用“虛斷、虛短”分析方法，只能采用反饋電路的分析方法。難道壓控雙向電流源電路是非線性電路？答案是錯誤的，壓控雙向電流源電路是線性電路，只不過它不能采用“虛斷、虛短”分析方法。
為了簡單分析壓控雙向電流源電路的原理可以采用正向壓控電流源電路，負載電流方向如上圖所示。（反向壓控電流源電路，負載電流方向與上圖所示方向相反）。
在壓控雙向電流源電路中可以看出，輸出通過R2、R1實現了回送到入端的目的，這是負反饋，其反饋系數為FN=R1/(R1+R2)。輸出通過R4、R3，還有負載RL實現了回送到入端的目的，這是正反饋，其反饋系數為FP=（R3//RL）/(R4+R3//RL)。由于壓控雙向電流源電路要求是線性電路，因此只要負載RL接入正反饋系數必須小于負反饋系數，電路呈現出負反饋效果。因此對采用正向壓控電流源采用負反饋分析方法。

如果R2=kR1，R4=kR3，則簡化為：

如果k=1，即4個電阻全部相等，則進一步簡化為：

知識擴展：壓控雙向電流源電路另外一種形態的電路,如下圖：

式中：Iout為輸出電流；-Uin表示輸出電壓是反相的；VL(max)為輸出最大電壓；RL(max)為運算放大器未進入飽和時輸出負載的最大值；Imax為受控源的短路電流；Isc為運算放大器的短路輸出電流。
例如：Vcc=15,Uin=3V,R=1kΩ時，運算放大器不進入飽和的最大負載電阻是：

注意：1）壓控雙向電流源中四個電阻要求是相同，可以采用印刷平面電阻加激光校正的方法。
2）運算放大器采用裸片，裸片型號為：AD8009ACHIPS。

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不能使用“虛斷、虛短”分析方法的壓控雙向電流源電路.doc (108.5 KB, 下載次數: 4)

ID:344848 · 發表于 2024-4-26 07:53

浮空負載在需要多負載的電路設計中可能出現干擾，另外，許多壓控電路是一個單向電流源。為了確保工程設計移植的可靠性，所提供的電路通過NI公司發行的MultiSim仿真軟件驗證。器件資料是從icpdf上下載的。

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不能使用“虛斷、虛短”分析方法的壓控雙向電流源電路

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