浮地负阻值电阻等效电路的制作方法

本实用新型专利涉及等效电路设计领域，具体涉及浮地负阻值电阻等效电路。

背景技术：

负阻值电阻是电阻值为负值的一种电阻，是一种有源元件，其伏安特性曲线在二四象限。在工程中不存在像正电阻那样可商用的负阻值电阻单元件。目前，通过负阻值电阻等效电路来实现负阻值电阻的电气特性，并将负阻值电阻等效电路作为负阻值电阻应用到电路设计中。但目前已有的负阻值电阻等效电路由运算放大器和电阻等构成，需要一端接地，限制了等效电路的应用范围。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种浮地负阻值电阻等效电路，解决现有负阻值电阻等效电路需要一端接地的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：浮地负阻值电阻等效电路，包括差分放大电路、同相比例放大电路、同相比例电压电流转化电路、反向比例电压电流转化电路和电阻rx；所述差分放大电路包括电流传输器u1、电流传输器u4、电阻r1和电阻r2，输入端口a与电流传输器u1的y引脚连接，输入端口b与电流传输器u4的y引脚连接，所述电流传输器u1的x引脚与电阻r1的一端连接，所述电阻r1的另一端与电流传输器u4的x引脚连接，所述电流传输器u1的z引脚与电阻r2的一端连接，所述电阻r2的另一端接地；所述同相比例放大电路包括电流传输器u2、电阻r3和电阻rx，所述电流传输器u2的y引脚与电流传输器u1的w引脚连接，所述电流传输器u2的x引脚与电阻rx的一端连接，所述电阻rx的另一端接地，所述电流传输器u2的z引脚与电阻r3的一端连接，所述电阻r3的另一端接地；所述同相比例电压电流转化电路包括电流传输器u3和电阻r4，所述电流传输器u3的y引脚与电流传输器u2的w引脚连接，所述电流传输器u3的x引脚与电阻r4的一端连接，所述电阻r4的另一端接地，所述电流传输器u3的z引脚与输入端口a连接；反向比例电压电流转化电路包括电流传输器u5和电阻r5，所述电流传输器u2的w引脚与电阻r5的一端连接，所述电阻r5的另一端与电流传输器u5的x引脚连接，所述电流传输器u5的y引脚接地，所述电流传输器u5的z引脚与输入端口b连接；所述电流传输器的端口特性为：ux＝uy，iz＝ix，iy＝0，uw＝uz，ux、uy、uz和uw分别表示电流传输器的x、y、z和w引脚的电压，ix、iy和iz分别表示电流传输器的x引脚、y引脚和z引脚的电流值。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述电流传输器u1、u2、u3、u4和u5的型号为ad844；采用本步的有益效果是：ad844是常用的电流反馈运算放大器，工作在无反馈状态时，可直接实现电流传输器的运算功能，具有高宽带、响应快和易于购买的优点。

进一步，所述电阻r1＝r2；采用本步的有益效果是：r1＝r2时，本实用新型电路内的差分放大电路的放大倍数为1，方便计算。

进一步，所述r3＝r4＝r5；采用本步的有益效果是：r3＝r4＝r5时，本实用新型电路内的同相比例电压电流转化电路和反相比例转化电路的比例系数均为1，方便计算。

本实用新型的有益效果是：在本实用新型中，浮地负阻值电阻等效电路端口a、b的电气特性等效了负阻值电阻特性，使用时不要求端口a、b接地，可广泛地应用到各种需要负阻值电阻的电路设计场合。

附图说明

图1为本实用新型的原理图

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，浮地负阻值电阻等效电路，包括差分放大电路、同相比例放大电路、同相比例电压电流转化电路、反向比例电压电流转化电路和电阻rx；差分放大电路包括电流传输器u1、电流传输器u4、电阻r1和电阻r2，输入端口a与电流传输器u1的y引脚连接，输入端口b与电流传输器u4的y引脚连接，电流传输器u1的x引脚与电阻r1的一端连接，电阻r1的另一端与电流传输器u4的x引脚连接，电流传输器u1的z引脚与电阻r2的一端连接，电阻r2的另一端接地；同相比例放大电路包括电流传输器u2、电阻r3和电阻rx，电流传输器u2的y引脚与电流传输器u1的w引脚连接，电流传输器u2的x引脚与电阻rx的一端连接，电阻rx的另一端接地，电流传输器u2的z引脚与电阻r3的一端连接，电阻r3的另一端接地；同相比例电压电流转化电路包括电流传输器u3和电阻r4，电流传输器u3的y引脚与电流传输器u2的w引脚连接，电流传输器u3的x引脚与电阻r4的一端连接，电阻r4的另一端接地，电流传输器u3的z引脚与输入端口a连接；反向比例电压电流转化电路包括电流传输器u5和电阻r5，电流传输器u2的w引脚与电阻r5的一端连接，电阻r5的另一端与电流传输器u5的x引脚连接，电流传输器u5的y引脚接地，电流传输器u5的z引脚与输入端口b连接；所述电流传输器的端口特性为：ux＝uy，iz＝ix，iy＝0，uw＝uz，ux、uy、uz和uw分别表示电流传输器的x、y、z和w引脚的电压，ix、iy和iz分别表示电流传输器的x引脚、y引脚和z引脚的电流值。

在本实用新型实施例中，电流传输器u1、u2、u3、u4和u5的型号为ad844。

在本实用新型实施例中，电阻r1＝r2。

在本实用新型实施例中，电阻r3＝r4＝r5。

本实用新型的工作原理为：

若ua代表端口a的电压，ub代表端口b的电压，则浮地负阻值电阻等效电路的输入电压

uin＝ua-ub。(1)

差分放大电路包括电流传输器u1、电流传输器u4、电阻r1和电阻r2，依据电流传输器的端口特性得到差分放大电路的输出电压

对于电流传输器u2，其输出电压

将式(2)带入式(3)可得

由电流传输器的端口特性可知：iy＝0，则输入电流

iin＝iin1+iin2＝iin1，(5)

输出电流

io＝io1+io2＝io2，(6)

同向比例电压电流转化电路包括电流传输器u3和电阻r4，电流

反向比例电压电流转化电路包括电流传输器u5和电阻r5，电流

将式(4)带入式(7)可得电流

将式(4)带入式(8)可得电流

因为r1＝r2，r3＝r4＝r5，则由式(9)、式(10)可知

由式(11)可知，端口a、b的输入和输出电流相等，且端口a、b间的电阻值

与rx极性相反，实现了负阻值电阻的等效。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。