2.2.4 单运放负阻双二极管串接非线性蔡氏电路

2.2.1节和2.2.3节的蔡氏电路中负电阻的非线性，前者是使用两个负电阻的电流叠加，后者是使用负电阻的二极管钳位，都要利用双路直流稳压电源的限幅性质，其稳定性受电源影响，并且设计都很困难。第三种电路设计方法使用二极管相对于地电平钳位，脱离对于电源电压的依赖[31,32]。

单运放负阻双二极管串接非线性蔡氏电路原理图如图2.43所示。

图2.43 单运放负阻双二极管串接非线性蔡氏电路原理图

从电路的非线性部分入口处（图中运算放大器的反相输入端）看进去，电路呈负电阻，负电阻的绝对值等于0.39kΩ。当输入端电压在0.39kΩ电阻两端产生的电压绝对值小于两个二极管的导通电压时，整个负电阻绝对值等于0.39kΩ；当两个二极管导通电压时，整个负电阻绝对值等于0.39kΩ与2kΩ的串联。三折线与前面介绍的蔡氏二极管曲线相同。单运放负阻双二极管串接非线性蔡氏电路EWB软件仿真结果如图2.44所示。

图2.44 单运放负阻双二极管串接非线性蔡氏电路EWB软件仿真结果

上述电路需要提供两组特殊电源，很不方便，因此可进行改进使用通用电源，如图2.45所示。

图2.45 改进的单运放负阻双二极管串接非线性蔡氏电路原理图

图2.45所示电路的二极管电路利用了二极管及两个电阻与0.36kΩ串联的关系，也可以使用并联关系，如图2.46a所示，其改进电路如图2.46b所示，这是第四种具有蔡氏二极管功能且完全相同的静态非线性函数电路。

图2.46 第四种负电阻蔡氏电路原理图

第四种负电阻蔡氏电路EWB软件仿真结果如图2.47所示。

图2.47 第四种负电阻蔡氏电路EWB软件仿真结果