對數(shù)運算電路和指數(shù)運算電路

對數(shù)運算電路和指數(shù)運算電路利用PN結伏安特性所具有的指數(shù)規(guī)律，將二極管或者三極管分別接入集成運放的反應回路和輸入回路，可以實現(xiàn)對數(shù)運算和指數(shù)運算，而利用對數(shù)運算、指數(shù)運算和加減運算電路相組合，便可實現(xiàn)乘法、除法、乘方和開方等運算。對數(shù)運算電路采用二極管的對數(shù)運算電路下列圖所示為采用二極管的對數(shù)運算電路，為使二極管導通，輸入電壓應大于零。根據半導體根底知識可知，二極管的正向電流與其端電壓的近似關系為〔為發(fā)射結的反向飽和電流，為溫度電壓當量，室溫時〕因而由于=0“虛地〞，那么根據以上分析可得輸出電壓運算精度受溫度的影響。為擴大輸入電壓的動態(tài)范圍，實用電路中常用三極管取代二極管。2.利用三極管的數(shù)運算電路利用三極管的數(shù)運算電路如右圖所示。由于集成運放的反相輸入端為虛地，節(jié)點電流方程為在忽略晶體管基區(qū)體電阻壓降且認為晶體管的共基電路放大系數(shù)為1的情況下，假設，那么輸出電壓運算精度受溫度的影響，而且在輸入電壓較小和較大情況下，運算精度變差。二、指數(shù)運算電路將對數(shù)運算電路中的電阻和三極管互換，便可得到指數(shù)運算電路，如右圖所示。因為集成運放反相輸入端為虛地，所以輸出電壓為使晶體管導通，應大于零，且只能在發(fā)射結導通電壓范圍內，故其變化范圍很小。由于運算結果與受溫度影響較大的有關，因而指數(shù)運算的精度也與溫度有關。改良電路1：用三極管代替二極管電路在理想情況下可完全消除溫度的影響改良電路3：實用對數(shù)電路如果忽略T2基極電流，那么M點電位：指數(shù)電路1.根本指數(shù)電路2.反函數(shù)型指數(shù)電路電路必須是負反應才能正常工作，所以：

十種高精度整流電路圖1是最經典的電路,優(yōu)點是可以在電阻R5上并聯(lián)濾波電容.電阻匹配關系為R1=R2,R4=R5=2R3;可以通過更改R5來調節(jié)增益圖2優(yōu)點是匹配電阻少,只要求R1=R2圖3的優(yōu)點是輸入高阻抗,匹配電阻要求R1=R2,R4=2R3

圖4的匹配電阻全部相等,還可以通過改變電阻R1來改變增益.圖5和圖6要求R1=2R2=2R3,增益為1/2,缺點是:當輸入信號正半周時,輸出阻抗比擬高,可以在輸出增加增益為2的同相放大器隔離.另外一個缺點是正半周和負半周的輸入阻抗不相等,要求輸入信號的內阻忽略不計

圖7正半周,D2通,增益=1+(R2+R3)/R1;負半周增益=-R3/R2;要求正負半周增益的絕對值相等,例如增益取2,可以選R1=30K,R2=10K,R3=20K圖8的電阻匹配關系為R1=R2圖9要求R1=R2,R4可以用來調節(jié)增益,增益等于1+R4/R2;如果R4=0,增益等于1;缺點是正負半波的輸入阻抗不相等,要求輸入信號的內阻要小,否那么輸出波形不對稱.圖10是利用單電源運放的跟隨器的特性設計的,單電源的跟隨器,當輸入信號大于0時,輸出為跟隨器;當輸入信號小于0的時候,輸出為0.使用時要小心單電源運放在信號很小時的非線性.

圖7,8,9三種電路,當運放A1輸出為正時,