各種模擬電感電路及計算

1、2.7 模擬電感眾所周知，電子學(xué)的近代趨勢是減小電路的尺寸，而在集成電路中要減小電阻和電容器 的尺寸是比較簡單的，至于無源電感器，體積龐大，不利于集成。這是因為半導(dǎo)體內(nèi)得不到電磁效應(yīng)，而半導(dǎo)體又是集成電路的主要材料，因此組成鐵芯的磁物質(zhì)和組成電感繞組的導(dǎo)線必須沉積在半導(dǎo)體的表面上，這種結(jié)構(gòu)只能得到很低的電感量；再者電感器的尺寸與品質(zhì)因數(shù)也有很大的關(guān)系，尺寸越小其品質(zhì)因數(shù)也越小，因而微小的電感通常是不能應(yīng)用的。并且在低頻和極低的亞音頻范圍由于所需要的電感器的數(shù)值大，使得電感體積大，成本高，價格貴，電感線圈制作麻煩甚至無法實現(xiàn)?；谏鲜鲈颍瑸榱嗽陔娐分邢姼?，可以用有源器件來模擬電感。所謂模擬

2、電感器，就是將電路中每個電感用一個綜合電路來代替，這個理論使電感元件在電路中實現(xiàn)微型化、片型化和集成化。幾種典型的有源模擬電路1、有損耗模擬電感圖2.12 有損耗模擬電感電路由節(jié)點(diǎn)電壓方程： (2-11)可得點(diǎn)3處電壓為： (2-12)輸入電流： (2-13) （2-14）則模擬電感量為 ： （2-15）2、低損耗模擬電感圖2.13 兩種低損耗模擬電感電路兩種電路只是接法不一樣算法和結(jié)果都一樣具體如下：拿二圖來說明計算。輸入電流為： （2-16）其中： （2-17）則： （2-18）當(dāng)時 ： （2-19）輸入阻抗為： （2-20）則等效電感量為： （2-21）3、 里奧登電感 圖2.14 里奧

3、登電感電路里奧登電感電路由兩個運(yùn)放，四個電阻和一個電容構(gòu)成。由圖可列下面方程： （2-22）解得： （2-23）則： （2-24） （2-25）等效阻抗為： （2-26）可以看出該電路等效為一個 的有源模擬電感。4、 通用阻抗變換器實現(xiàn)的有源模擬電感圖2.15 通用阻抗變換器實現(xiàn)的有源模擬電感它由兩個集成運(yùn)算放大器組成。 由運(yùn)放的虛短特性知 易得： （2-27） （2-28） （2-29） （2-30） （2-31） 將 Z2 或 Z4選為電容，就可以實現(xiàn)有源模擬電感，在此選Z2為電容。則輸入阻抗為： 模擬電感量為： 5 、無損耗有源模擬電感 圖2.16 無損耗有源模擬電感在圖中，由電路很容易

4、知：則： （2-32）又由于： （2-33）得： （2-34）進(jìn)而可求： （2-35） 得到輸入阻抗為： （2-36）等效模擬電感量為： （2-37）6、無損耗有源模擬電感圖2.17 無損耗有源模擬電感圖中：易得： （2-38）那么： （2-39） 所以： （2-40）得到阻抗為： （2-41）等效模擬電感為 （2-42）7、無損耗有源模擬電感 圖2.18 無損耗有源模擬電感圖中：，易得： （2-43）由圖： （2-44） （2-45）則： （2-46）將U3代入： （2-47）再由 得 （2-48）其模擬電感量為： （2-49）8、 回轉(zhuǎn)器電容實現(xiàn)的有源模擬電感圖2.19 回轉(zhuǎn)器電容實現(xiàn)的有源模擬電感回轉(zhuǎn)器電容實現(xiàn)的有源模擬電感利用“回轉(zhuǎn)”的性質(zhì)可把一個電容元件“回轉(zhuǎn)”成一個電感元件。其輸入阻抗為：可以看出它是模擬電感 9、一種新型有源模擬電感 圖2.19 新型模擬電感 該電路是一種阻抗變換電路，與其模擬電感由運(yùn)放構(gòu)成的通用阻抗變換電路不同，它只由一個運(yùn)放和電阻電容組成。很容易得到：由加法器原理得： （2-50）將U2代入得： （2