第二代雙輸出電流控制傳輸器的雙極實(shí)現(xiàn)

第二代電流傳輸器具有信號(hào)帶寬高、線性，動(dòng)態(tài)范圍大、電路簡(jiǎn)單以及低功耗的特性。因此，設(shè)計(jì)者在這些設(shè)備中采用幾種電流模式，以便實(shí)現(xiàn)多種功能。以前的一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例介紹了一種創(chuàng)建振蕩器的第二代雙輸出電流控制傳輸器（參考文獻(xiàn)1）。遺憾的是，這些電路不像集成電路那樣廣泛可用，但是可以用分離元件構(gòu)建它們。圖1說明了此類電路的一個(gè)有源構(gòu)建模塊，在下列方程中有所體現(xiàn)：IY=0，VX=VY+IXRX，IZ+=IX和IZ-=-IX?？梢詫⒔K端X的寄生電阻表示為RX=VT/2IB，其中VT是熱電壓，IB是可調(diào)傳輸器的偏置電流。圖2所示為該電路的雙極實(shí)現(xiàn)。

對(duì)振蕩頻率的控制既可以通過電流實(shí)現(xiàn)也可以通過電壓實(shí)現(xiàn)，在這個(gè)意義上，該電路提供額外的自由度。以前的設(shè)計(jì)實(shí)例中的電路有幾種好處，這種新電路不僅繼承了這些好處，還提供一種額外功能，即，振蕩頻率的電壓可控制。此外，可以采用傳輸器的偏置電流控制振蕩條件。

圖3所示為推薦的正弦振蕩電路?？梢垣@得如下的電路特性方程：S2C1C2RX1RX2+SC2RX2-SC2RX1+K=0，其中K 為倍壓器。為滿足巴克豪森（Barkhausen）標(biāo)準(zhǔn)，即回路增益為１或更大，以及返回到輸入的反饋信號(hào)移相360。，要求的振蕩條件為 RX1=RX2，振蕩頻率為

f =1/2p√k/（C1C2RX1RX2）。

顯然，可以使用增益緩沖器改變振蕩頻率，這是該電路不同于先前的設(shè)計(jì)實(shí)例的一個(gè)方面。在控制倍壓器時(shí)，既可以使用電流，也可以使用電壓。該電路便于通過調(diào)節(jié)偏置電流IB3或IB4改變倍壓器（圖4）。針對(duì)K的電壓控制，完全可以通過使用一個(gè)反向運(yùn)算放大器并采用在該三極管區(qū)運(yùn)行的MOSFET替換電阻來應(yīng)用另一個(gè)電路。這個(gè)方法是模擬電壓控制電阻。

圖2中被測(cè)試的電路具有一個(gè)PR100N PNP晶體管、一個(gè)雙極型陣列ALA400的NPN NP100N晶體管以及一個(gè)±3V直流電源（參考文獻(xiàn)2）。

該電路只需兩個(gè)電流控制傳輸器、兩個(gè)接地電容器以及一個(gè)倍壓器。它不需要浮動(dòng)電容器，也不需要額外的電阻，這樣，該電路的功率消耗比RC振蕩器要低。對(duì)于傳統(tǒng)的雙極跨導(dǎo)運(yùn)算放大器來說，跨導(dǎo)gm為IB/2VT。將這個(gè)數(shù)值與IB的等值相比，雙極跨導(dǎo)運(yùn)算放大器的跨導(dǎo)是一個(gè)雙輸出電流控制傳輸器的四分之一。因此，按平均每個(gè)有源器件計(jì)算，基于電流控制傳輸器的電路的功率消耗為基于放大運(yùn)算器的電路的四分之一。靈敏度研究顯示SwCK;RX1;RX2;C1;C2=-1/2。因此，wC 的靈敏度小于１，這是該電路的一個(gè)吸引人的特性。切記，創(chuàng)建一個(gè)準(zhǔn)確的振蕩器模型需要非線性的建模方程，而且符合巴克豪森標(biāo)準(zhǔn)也是振蕩的一個(gè)必要條件。即使?jié)M足了巴克豪森標(biāo)準(zhǔn)，振蕩電路也可能被鎖住，永不振蕩。

責(zé)任編輯：gt