改进设计的简单预测器

　　一个自偏置的调热电路有低至25ms的整体主要热/电时间常数，但在一个100ms的方波(热)输入脉冲后有一个明显的回环响应；来源是一个脉冲蓝色LED。用单运放做的"预测器式"电路会产生一个实际输入激励的更真实图像，它是对以前设计实例电路的改进。图1中构成电路的低通滤波器有大约25ms的RC时间常数。

　　图1，这个RC电路形成了单一主要的时间常数变换器，产生了一个回环振荡的中间电压VX，它响应着一个输入信号VIN。以VX为输入，预测器电路从VX重构出原始信号，使VOUT=VIN。

　　输入电压建立了对转换器的激励(如一个脉冲热通量)，而转换器输出端的电压响应VX，构成了相应预测器电路的输入，后者的输出为电压信号VOUT。在复杂频率s时，可以用针对单极响应的下列常用方程形式，写出低通滤波器对其输入VIN的函数：

　　现在忽略图1电路中反馈回路的400pF电容，则这个非反相运放结构的电压增益为：

　　换句话说，对转换器的无修正输入激励，预测器电路的输出都变成一样的了。此外，无论输入信号采取什么临时形式，这个激励必须为真。

　　图2、3和图4是送给转换器的输入波形；相应的转换器输出信号，以及最终的预测器电路输出，它来源于可用信号VX。这些图分别显示了三种形式2Hz频率输入的波形：一个锯齿波，一个20%占空比的脉冲输入，以及一个正弦波输入。在每个图中，VIN和VX的波形分别有5V和2.5V的垂直偏移。锯齿波与正弦波的输入信号有1V偏移，以保持单电源运放的输入为正。实际上，400pF电容是最好稳定性所必需的，因为它能防止运放的闭环增益随频率的升高而趋向于无穷大。另外，虽然AD820工作在单电源模式，但它也可以采用分离供电模式，以处理双极信号。

　　预测器电路性能与预期一致，对于所有测试的输入波形，均提供完全相等的输入与输出电压。对更复杂的可能重复波形，输入锯齿波形的重构为这种情况下电路的正常运行提供了有力的证据(图2)。与原始电路类似，这个预测器的输出会立即跳至一个上升或下降指数转换器响应的渐近极限(图3)。

　　另一方面，在图4中，一个具有单一频率分量的正弦波信号的转换器引发相位偏移已获得适当的反向时间校正，即-24.2ms，而略有衰减的转换器输出(此时是输入波幅的95%)已恢复到99.7%的水平。输入电压的直流分量也已经正确传送，所有情况下都送至输出端。

　　有一个重要的警告是：转换器环回振荡后跟随的中间信号VX必须维持足够的大小，这样预测器电路才能精确地重构出输入激励。