【導(dǎo)讀】一個(gè)單端口有源電路一般包括低成本運(yùn)放、電阻和電容,GIC將容抗轉(zhuǎn)換為感抗,因而可以替代濾波器中以RLC傳輸函數(shù)描述的電感。另外,GIC輸入阻抗方程的靈活性允許進(jìn)行虛擬阻抗的設(shè)計(jì),這在實(shí)際元器件中是不存在的,例如依賴頻率的電阻。GIC是30年前推出的,已廣泛應(yīng)用于交流電路和有源濾波電路。
圖1是一個(gè)經(jīng)典的GIC電路,它的輸入阻抗ZIN依賴于阻抗Z1至Z5的性質(zhì)。下式描述了該電路的輸入阻抗：
圖1 ：一種經(jīng)典的通用阻抗變換器,在VIN處提供一個(gè)單端阻抗 (為簡(jiǎn)明起見,圖中省略了電源連接)
例如,如果 Z1、Z2、Z3和Z5分別為電阻R1、R2、R3和R5,而Z4為電容C4,則輸入阻抗 ZIN 將作為一個(gè)LIN的虛擬電感出現(xiàn)：
圖2是直流配置下的GIC 電路。當(dāng)考慮將GIC電路用于純直流環(huán)境中時(shí),可以設(shè)想一些新的應(yīng)用。例如,可以用純電阻R1至R5替換阻抗Z1至Z5。將一個(gè)精密的溫度與時(shí)間穩(wěn)定的直流基準(zhǔn)電壓連接到輸入端口,就可代替一個(gè)交流輸入電壓源。用理想運(yùn)放對(duì)IC1和IC2進(jìn)行簡(jiǎn)單電路分析表明,基準(zhǔn)輸入電壓VREF出現(xiàn)在電阻R5上,如下式所示,R5上流過(guò)恒定電流IO。
圖2：用電阻替換所有 GIC 阻抗,即構(gòu)成一個(gè)恒流源
但是,運(yùn)放IC2的非反相輸入會(huì)從R4和R5的連接處分流少量電流,因此IO也會(huì)流經(jīng)R4。為R1、R2和R3選擇較大的值有助于減少?gòu)幕鶞?zhǔn)電壓吸取的電流。例如,電路可以為R4提供2mA至10 mA電流,而只從基準(zhǔn)源吸取幾十微安的電流。VREF和R5應(yīng)使用高容錯(cuò)、低漂移的元件,以保證IO的穩(wěn)定。它的應(yīng)用包括為惠斯登電橋和鉑傳感器提供恒流驅(qū)動(dòng)。另外,可以串聯(lián)電阻性傳感器代替R4,構(gòu)成一個(gè)安德森(Anderson)回路。
