510阻抗模拟变换器.PPT

5.10阻抗模拟变换器 5.10.1 阻抗模拟变换器电路结构与原理 5.10.2模拟对地电感电路 5.10.3模拟对地电容电路 5.10.4模拟对地负阻抗电路 * * 图5.10.1所示是阻抗模拟变换器电路。在图5.10.1中，运放A1是同相放大器，起隔离作用和放大作用，运放A2是阻抗变换电路。 图5.10.1 阻抗模拟变换器电路 下面分析此阻抗变换器的工作原理。 运放A1的输出电压为: 运放A2的输出电压为: （5.10.1） （5.10.2） 由式（5.10.1）和式（5.10.2）可得: 由图5.10.1可知，输入电流为: （5.10.3） （5.10.4） 将式（5.10.3）代入式（5.10.4），可得等效输入阻抗为: 根据式（5.10.5），当选择不同性质的元件时，则可构成不同性质的阻抗模拟电路。如可构成模拟对地电感电路、模拟对地电容电路、模拟对地负阻抗电路等。 （5.10.5） 若取Z1，Z2，Z3，Z5分别为电阻R1，R2，R3，R5的阻抗，而Z4为电阻R4和电容C4的并联阻抗，则构成等效模拟电感电路，如图5.10.2所示。其等效阻抗为: （5.10.6） 其等效电感和等效内阻分别为: 由式（5.10.7）可知，调节R1， R3，R5中任一个电阻，即可线性调节等效电感的大小。若增大电阻R4，可获得低内阻的等效模拟电感。 （5.10.7） （a）等效模拟电感电路 （b）等效模拟电感电路输入输出波形 图5.10.2 等效模拟电感电路和输入输出波形 若取Z1，Z2，Z4，Z5分别为电阻R1，R2，R4，R5的阻抗，而Z3为电容C3，则构成等效模拟电容电路，如图5.10.3所示。其等效阻抗为: （5.10.8） 其等效电容为: 调节R2，R4中任一个电阻，即可线性调节电容量的大小。 （5.10.9） （a）等效模拟电容电路 （b）等效模拟电容电路输入输出波形 图5.10.3等效模拟电容电路和输入输出波形 若取 Z1和Z3分别为电容 C1，C3，而 Z2，Z4分别取为电阻 R2，R4，Z5中的任一阻抗，则等效对地阻抗为: 由式（5.10.10）可知，这是一个Z5的负阻抗变换器，其阻抗随频率变化。 （5.10.10）