电阻抗成像系统中电压控制电流源的设计

不改变VCCS的输出，仅改变RL数值时，可得两个等式

实验结果表明，改进的Howland电路输出电流幅值误差值在0．5％以内，如图6所示。

测试得出输出阻抗如图7所示。
由图8可以看出，改进的Howland电路在500kHz以下时有着大于100 kΩ的输出阻抗。但频率提高以后，电路的输出端与接地之间的分布电容所带来的等效阻抗不断降低，使得电路输出阻抗降低。一个改进的办法是并联通用阻抗转换器(GIC)以提高电路性能。
GIC的结构图如图8所示。

GIC等效于一个负电阻与一个电感并联，GIC的等效电路图如图9所示。
VCCS并联GIC以后，VCCS的输出阻抗为

通过调节-RG的大小，REQ可以接近于无穷大。
同时VCCS输出端的分布电容可以被GIC的等效电感部分抵消。可使得VCCS在高频时依然拥有较高的性能。使用Pspice10．5进行仿真，可仿真得VCCS并联GIC后的输出阻抗。

测量得VCCS的输出阻抗以及并联GIC后的输出阻抗对比图如图11所示。

5 结论
本文分析了电阻抗层析成像系统中对电压控制电流源的要求，通过分析比较已有的电压控制电流源，选择改进的Howland电路进行实验，实验结果表明基于AD8610的改进的Howland电路输出电流幅值误差小于0．5％，在500 KHz以下频率时输出阻抗大于100 kΩ，表现出了不错的性能。但由于此电路的输出阻抗不能满足医用EIT系统1 MHz的频率要求，本文提出了改进思路。基于Pspice10．5仿真的结果，当改进的
Howland电路并联GIC以后可以得到1 MHz频率范围内高于1 MΩ的输出阻抗，能很好的满足医用EIT系统的需要，同时并不影响线性度。
实际构造GIC电路来提高VCCS电路性能时，应采用高性能的运算放大器，并采用高精度的电容以及可调电阻。再将VCCS电路与GIC电路的输出端并联在一起共同调试。可先调试得最优的低频输出阻抗，再调整得最优的相对接地电容，重复直至性能无法更优。