通常,，電流限幅器是處理非線(xiàn)性問(wèn)題的一種變更方法。在模擬信號(hào)處理應(yīng)用方面,，電流限幅器是非線(xiàn)性元件和網(wǎng)絡(luò)(如非線(xiàn)性電組器,，不規(guī)則振蕩器，精密整流器,，逐段線(xiàn)性函數(shù)近似發(fā)生器)設(shè)計(jì)中的基本元件,。

　　現(xiàn)在，有一種稱(chēng)之為電流差分跨導(dǎo)放大器(CDTA" target="_blank">CDTA)的器件,，這種器件是一種新的電流模式有源器件,，它有兩個(gè)電流輸入和兩種輸出電流。此器件是用修正的差分電流傳送器(MDCC" target="_blank">MDCC)的差分特性和多輸出跨導(dǎo)放大器合成,，以便實(shí)現(xiàn)電流模式信號(hào)處理,。因此，用CDTA做為有源元件實(shí)現(xiàn)了有源濾波器,、振蕩器和放大器,。

　　希望非線(xiàn)性CDTA的其他應(yīng)用，特別是在精密整流器,，電流模式施密特觸發(fā)器和電流模式倍增器中的應(yīng)用,。可惜,，CDTA應(yīng)用于合成電流限幅電路的實(shí)例不多,。

　　本文描述CDTA做為設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單電流限幅器的基本有源元件的應(yīng)用情況。用CDTA的跨導(dǎo)增益gm可以編程傳遞曲線(xiàn)的斷點(diǎn)和斜率,。為了展示所提出的可調(diào)諧電流限幅器的通用性,，在此給出電流限幅器在可編程電流模式精密全波整器和逐斷線(xiàn)性函數(shù)近似發(fā)生器中的非線(xiàn)性應(yīng)用,。

　　電路描述

　　CDTA的電路表示和等效電路示于圖1。下面的方程式表示CDTA的終端關(guān)系：

　　Vp=Vn=0

　　iz=ip-in

　　ix=gmVz=gmZziz

　　其中Zz是連接到輸出Z的外部阻抗,。通常,，用供電偏置電流/電壓可以在幾十范圍內(nèi)線(xiàn)性調(diào)節(jié)gm值，這使得所設(shè)計(jì)的電路參量是可控制的,。在此強(qiáng)調(diào)指出,，在設(shè)計(jì)性能指標(biāo)變化和集成電路形式下，電子可控制性變得非常重要,。

　　圖2示出筆者建議的CDTA基電流限幅器的基本構(gòu)建單元和相應(yīng)的傳遞特性曲線(xiàn),。在圖2a所示的電路中，iin是輸入電流,、IB是斷點(diǎn)電流,。假若iin≤IB,則二極管斷路。由于沒(méi)有電流流經(jīng)二極管D1(ID1=0),，所以,，輸出電流變?yōu)榱?iout=0)。在iin> IB時(shí),，輸出電流iout將流經(jīng)二極管D1。因此,，電路的輸出電流iout與斷點(diǎn)電流IB和增益gm的關(guān)系如下：

　　從方程(2)可見(jiàn),，傳遞特性曲線(xiàn)的斷點(diǎn)和斜率，靠調(diào)諧電流IB和增益gm的值都可以進(jìn)行電控制,，這給出非線(xiàn)性函數(shù)近似設(shè)計(jì)中的更多靈活性,。另外，根據(jù)相同的原理,，圖2b-d的電路,，對(duì)方程(2)有類(lèi)似的傳遞特性，這依賴(lài)于CDTA輸出連接和二極管,。

　　應(yīng)用

　　圖2所示的電流限幅器可有效地用于實(shí)現(xiàn)電流模式精密全波整流器(見(jiàn)圖3和圖4),。其中多輸出電流跟隨器級(jí)是從輸入電流(iin)，在同一方向產(chǎn)生多輸出電流的電路,。根據(jù)前面所述,，CDTA基電流限幅器并置gml-1=gm2=gm，得這兩個(gè)新電路的輸入和輸出電流關(guān)系：

　　這意味著圖3和圖4所示電路分別工作為正和負(fù)電流模式全波整器,。有價(jià)值的是,，傳遞曲線(xiàn)的斜率仍然可以繼續(xù)靠調(diào)諧CDTA1的gm1控制傳遞曲線(xiàn)的負(fù)斜率、調(diào)諧CDTA2的gm2控制傳遞曲線(xiàn)的正斜率,。

　　本文所示的電流限幅器,，可以實(shí)現(xiàn)精密線(xiàn)性函數(shù)近似電路,。做為一個(gè)實(shí)例，圖5a示出所希望的傳遞特性,，是由3個(gè)線(xiàn)性段組成,。圖2中每個(gè)CDTA基電流限幅器所需的各個(gè)斜率表示在圖5a的下面部分。而實(shí)際的電路實(shí)現(xiàn)示于圖5b,。

　　注意,，分別調(diào)節(jié)gm1R1,gm2R2和gmR3的值，可以很容易地確定構(gòu)與有效傳遞特性的斜率S0,，S1和S2,。從以上討論顯然可見(jiàn)：可以合成任何非線(xiàn)性電路發(fā)生器。

　　結(jié)語(yǔ)

　　本文提出用CDTA做為有源元件合成電流限幅器的簡(jiǎn)單方法,。所提出的CDTA基電流限幅器,，可用于做為實(shí)現(xiàn)集成化非線(xiàn)性函數(shù)電路(如電流模式精密全波整流器，精密線(xiàn)性函數(shù)近似電路)的基本構(gòu)建單元,。所有得到的合成構(gòu)建單元也具有所希望的特性,，即通過(guò)改變CDTA的gm值，可以電調(diào)諧線(xiàn)性段的正和負(fù)斜率及斷點(diǎn),。
 

圖1 CDTA電路符號(hào)(a)和等效電路(b)

圖2 CDTA基電流限幅器構(gòu)建單元

圖3 正電流模式全波整流器電路(a)及傳遞特性曲線(xiàn)(b)

圖4 負(fù)電流模式全波整流器電路(a)及傳遞特性曲線(xiàn)(b)

圖5 精密線(xiàn)性函數(shù)近似電路(b)和傳遞特性曲線(xiàn)(a)