快速響應V／I變換電路的實現(xiàn)

摘要：針對一些電流型負載驅(qū)動需要一定的電流，同時還需要有較快的響應速度的問題。文中通過PSPICE并采用實際的器件模型仿真了一種電壓轉(zhuǎn)電流電路，該電路可增大驅(qū)動電流，并可實現(xiàn)電流的快速動態(tài)響應(時間為百ns級)，同時可以消除響應中的振蕩，且具有較好的線性度。
關鍵詞：電流驅(qū)動；快速響應；消除過沖

0 引言
在一些驅(qū)動電路中，有些器件特性與電流成線性關系，為電流型驅(qū)動器件。這些器件(如半導體激光器)在不適當?shù)墓ぷ鳁l件下，可能會造成性能的急劇惡化乃至失效(如有些激光器在極短時間內(nèi)的電流過沖都就有可能導致激光器損壞)。因此，在應用運放反饋回路的基礎上，不僅要保證電流的線性度，而且還要消除階躍過程中的過沖問題。本文通過電流驅(qū)動負載，設計了一種具有快速響應的電壓轉(zhuǎn)電流電路，同時采用PSPICE里的實際模型對電路進行了仿真，仿真響應時間為百ns。故該電路的設計對高速網(wǎng)絡中有一定的參考價值。

1 電壓轉(zhuǎn)電流的理論分析
由集成運放搭建的反饋電路一般均可用圖1所示的方框圖來表示，可根據(jù)輸出信號為電流和電壓以及反饋信號為電壓電流來進行分類(可分為四類)。本電路采用電流串聯(lián)負反饋的形式，其輸入和輸出阻抗為：

其中Ri、R0是基本放大器的輸入、輸出電阻；A是負載為RL時基本放大器的增益，AS|RL=0分別是短路時的基本放大器的源增益，其中，。這里所指的基本放大器均應包括反饋網(wǎng)絡的負載效應電阻。由公式可見，電流串聯(lián)具有跨導放大器的特性，即具有較高的輸入阻抗和輸出阻抗。

2 用PSPICE建立仿真電路
圖2所示是一種電壓轉(zhuǎn)電流的電路圖，電路中的運放和三級管都是使用常規(guī)產(chǎn)品型號。采用的運放為高速運放，三極管為高頻率器件，兩者的高頻率配合使得該電壓轉(zhuǎn)電流電路能夠有更快的響應速度以及更高的帶寬。由運放的虛短和虛斷特性以及R1=R2，R5=R6可以推出負載電流和電壓的關系為：

圖2中的Cl為補償電容，用于消除電路所產(chǎn)生的過沖。R7和R8為限流電阻，可用于保護三極管，R4為實際電路中假設的負載。設輸入電壓為上升下降時間均為20 ns的脈沖，因此，可對圖2電路進行仿真。