快速響應V／I變換電路的實(shí)現

摘要：針對一些電流型負載驅動(dòng)需要一定的電流，同時(shí)還需要有較快的響應速度的問(wèn)題。文中通過(guò)PSPICE并采用實(shí)際的器件模型仿真了一種電壓轉電流電路，該電路可增大驅動(dòng)電流，并可實(shí)現電流的快速動(dòng)態(tài)響應(時(shí)間為百ns級)，同時(shí)可以消除響應中的振蕩，且具有較好的線(xiàn)性度。
關(guān)鍵詞：電流驅動(dòng)；快速響應；消除過(guò)沖

0 引言
在一些驅動(dòng)電路中，有些器件特性與電流成線(xiàn)性關(guān)系，為電流型驅動(dòng)器件。這些器件(如半導體激光器)在不適當的工作條件下，可能會(huì )造成性能的急劇惡化乃至失效(如有些激光器在極短時(shí)間內的電流過(guò)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(xiàn)性度，而且還要消除階躍過(guò)程中的過(guò)沖問(wèn)題。本文通過(guò)電流驅動(dòng)負載，設計了一種具有快速響應的電壓轉電流電路，同時(shí)采用PSPICE里的實(shí)際模型對電路進(jìn)行了仿真，仿真響應時(shí)間為百ns。故該電路的設計對高速網(wǎng)絡(luò )中有一定的參考價(jià)值。

1 電壓轉電流的理論分析
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(lái)表示，可根據輸出信號為電流和電壓以及反饋信號為電壓電流來(lái)進(jìn)行分類(lèi)(可分為四類(lèi))。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(shí)基本放大器的增益，AS|RL=0分別是短路時(shí)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(luò )的負載效應電阻。由公式可見(jiàn)，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所示是一種電壓轉電流的電路圖，電路中的運放和三級管都是使用常規產(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(guān)系為：

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