四端浮動(dòng)調(diào)零電路入門
出處:維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng) 發(fā)布于:2023-08-16 16:38:42 | 534 次閱讀
歸零器和歸零器可用作各種電路的構(gòu)建塊(見圖1)。 四端浮動(dòng)調(diào)零電路入門

事實(shí)上,運(yùn)算放大器和電流傳輸電路也可以使用調(diào)零器來實(shí)現(xiàn)(見圖2)。這些基本構(gòu)建模塊(調(diào)零器、調(diào)零器和調(diào)零器)還可用于實(shí)現(xiàn)受控源、晶體管、回轉(zhuǎn)器、電感器、振蕩器、電感模擬器、電流模式濾波器和其他有源電路的等效電路。因此,這些構(gòu)建塊作為基本有源電路非常有用。
圖 2上圖顯示了電流傳輸器、運(yùn)算放大器和調(diào)零器等效項(xiàng)。資料賓夕法尼亞州立大學(xué) 浮動(dòng)調(diào)零器的基本概念是其中一個(gè)端口是浮動(dòng)的。四端浮動(dòng)調(diào)零器 (FTFN) 是差分輸入和輸出端口均浮動(dòng)的浮動(dòng)調(diào)零器。請(qǐng)參見圖3的框圖表示。FTFN 的另一個(gè)常見名稱是運(yùn)算浮動(dòng)放大器 (OFA),因?yàn)樵撾娐肪哂懈?dòng)輸入和輸出端子的高增益跨導(dǎo)放大功能。
圖 3這是四端浮動(dòng)置零器的圖形表示。資料賓夕法尼亞州立大學(xué)
FTFN 是零值器(I1 = -I2、I1 = 0 和 V1-V2 = 0)和非值器 (I3 = -I4) 的組合。這樣,F(xiàn)TFN 就等于連接到輸出端口端子的電壓和電流。因此,F(xiàn)TFN 能夠進(jìn)行電壓和電流模式操作。這種實(shí)用性引起了人們對(duì)電路和各種物理實(shí)現(xiàn)的濃厚興趣。FTFN 通常使用具有運(yùn)算放大器和電流鏡、第二代電流傳送器 (CCII) 或電流反饋運(yùn)算放大器組合的電源電流感應(yīng)方法來實(shí)現(xiàn)(見圖 4 a、b、c 和d) 。
(A)
(二)
(C)
(四)圖 4使用運(yùn)算放大器和電流鏡實(shí)現(xiàn)的 FTFN (a)、具有浮動(dòng)輸出端口電流源隔離的 A 類運(yùn)算反饋放大器 (b)、具有電源電流均衡功能的 AB 類 OFA (c) 以及具有電源電流均衡功能的 AB 類 OFA 實(shí)現(xiàn)總輸出電源電流均衡 (d)。資料賓夕法尼亞州立大學(xué)
還存在使用壓控電壓源(VCVS)、壓控電流源(VCCS)、電流控制電壓源(CCVS)和電流控制電流源(CCCS)來實(shí)現(xiàn)FTFN的多種方式。此外,還有多種使用晶體管實(shí)現(xiàn) FTFN 的方法,例如折疊共源共柵和 CMOS 跨線性單元。 為了增強(qiáng)抗噪性和動(dòng)態(tài)范圍,同時(shí)最大限度地減少諧波失真和耦合/寄生效應(yīng),對(duì)于具有組合模擬和數(shù)字電路的電路使用完全平衡的 FTFN (FBFTFN) 可能是有益的(見圖 5 )。

圖 5完全平衡的 FTFN 對(duì)于混合模擬/數(shù)字電路是有益的。資料賓夕法尼亞州立大學(xué)
與所有電路一樣,不可能實(shí)現(xiàn)理想的 FTFN 實(shí)現(xiàn)。因此,實(shí)現(xiàn) FTFN 時(shí)應(yīng)滿足一些關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)。首先,該設(shè)備應(yīng)該是真正的四端設(shè)備。這意味著不應(yīng)假定沒有接地或其他端子連接。其次,電路應(yīng)盡可能接近I1+I2 = 0且I3 = I4的理想條件(見圖6)。而且,輸出電壓差需要是差分電壓,而不是單獨(dú)浮動(dòng)。實(shí)現(xiàn)此目的的一種方法是在某種類型的反饋布置中使用高增益、跨導(dǎo)或跨阻抗。 四端浮動(dòng)調(diào)零電路入門

一種可能的 FTFN 電路可以通過兩個(gè)電壓緩沖器來實(shí)現(xiàn),其輸出跨接一個(gè)電阻器。所述FTFN電路的輸出部分是兩個(gè)電流方向相反的CCCS,其電流來自跟隨緩沖器之間的電流。這可以通過鏡像一個(gè)或兩個(gè)緩沖區(qū)來實(shí)現(xiàn)。在此表示中,電壓緩沖器之間的電阻應(yīng)足夠低,以滿足輸入處無電壓差和輸入端子處的零電流。這種表示需要仔細(xì)實(shí)施才能獲得良好的性能(見圖7)。 四端浮動(dòng)調(diào)零電路入門

FTFN 的一個(gè)關(guān)鍵用途是實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)阻抗模擬。無損浮動(dòng)模擬電感就是一個(gè)例子,它可以使用單個(gè) FTFN 或僅兩個(gè)電流反饋運(yùn)算放大器 (CFOA) 來實(shí)現(xiàn),如圖8所示。 四端浮動(dòng)調(diào)零電路入門

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