模擬電子技術(shù)-L14

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)

第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理基本運(yùn)算電路對(duì)數(shù)運(yùn)算電路

指數(shù)運(yùn)算電路利用對(duì)數(shù)和指數(shù)運(yùn)算電路實(shí)現(xiàn)乘法、除法運(yùn)算

模擬乘法器乘方運(yùn)算

除法運(yùn)算開方運(yùn)算

知識(shí)回顧對(duì)于加減運(yùn)算電路，輸入信號(hào)分別作用在運(yùn)算放大器的反相輸入端和同相輸入端，分析電路的時(shí)候可以利用疊加原理或者節(jié)點(diǎn)電流法。反相比例運(yùn)算電路的輸出與輸入的關(guān)系是同相比例運(yùn)算電路的輸出與輸入的關(guān)系是節(jié)點(diǎn)電流法：列出集成運(yùn)放同相輸入端與反相輸入端及其它關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電流方程，利用虛短和虛斷的概念，求出運(yùn)算關(guān)系；疊加原理：對(duì)于多信號(hào)輸入的電路，可以首先分別求出每個(gè)輸入電壓?jiǎn)为?dú)作用時(shí)的輸出電壓，然后將它們相加，就是所有信號(hào)同時(shí)作用時(shí)的輸出電壓，也就可以得到輸入電壓與輸出電壓的表達(dá)式。

對(duì)于多級(jí)電路，一般均可將前級(jí)電路看成為恒壓源，故可分別求出各級(jí)電路的運(yùn)算關(guān)系式，然后以前級(jí)的輸出作為后級(jí)的輸入，逐級(jí)代入，即可得到整體電路的運(yùn)算表達(dá)式。分析和求解運(yùn)算電路的基本方法：＋u1A1－＋A4－R＋u2A2－R＋u3A3－RuO求輸出電壓的表達(dá)式；這個(gè)電路實(shí)現(xiàn)了什么運(yùn)算功能？PN結(jié)伏安特性流過PN結(jié)的電流與其兩端的電壓成指數(shù)關(guān)系。u》UT知識(shí)回顧對(duì)數(shù)運(yùn)算電路由于PN結(jié)的伏安特性具有指數(shù)規(guī)律，因此可以將二極管或者三極管分別接入集成運(yùn)放的反饋回路或者輸入回路就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)運(yùn)算和指數(shù)運(yùn)算?！岸O管伏安特性”＋iNiPuIR’uOA－NP虛地iRRiDD從電路的設(shè)置上來看，要使電路正常工作，二極管就要導(dǎo)通，那么，對(duì)輸入信號(hào)有什么要求？？“虛地”“虛斷”1.二極管對(duì)數(shù)運(yùn)算電路uI

>0受溫度影響；對(duì)數(shù)運(yùn)算電路由三極管組成的對(duì)數(shù)運(yùn)算電路如圖所示?！疤摰亍薄疤摂唷?.三極管對(duì)數(shù)運(yùn)算電路＋iNiPuIR’uOA－NPiRRiCT忽略晶體管基區(qū)體電阻壓降，并認(rèn)為晶體管的共基電路放大系數(shù)a1，若uBE

?UT，則受溫度影響；uP2P2對(duì)數(shù)運(yùn)算電路3.集成對(duì)數(shù)運(yùn)算電路借鑒差分電路的基本思想，利用特性相同的兩只晶體管進(jìn)行補(bǔ)償，消去IS對(duì)運(yùn)算關(guān)系的影響，原理如下：節(jié)點(diǎn)N1處的電流方程：節(jié)點(diǎn)P2處的電流方程：uP2點(diǎn)的電位為：

uP2=uN2熱敏電阻＋uIRtuOA1－T1DC＋A2－UREFR5R6R2R2R1T21.寫出輸出輸入關(guān)系式，指出何種電路？2.說明電容C（幾十pF）、二極管D和晶體管T2的作用？A1、A2為理想運(yùn)放，T1、T2特性相同，已知晶體管？指數(shù)運(yùn)算電路1.基本指數(shù)運(yùn)算電路＋iEuIR’uOA－NPiRRT借鑒積分與微分電路的設(shè)置原理，如何將對(duì)數(shù)遠(yuǎn)算電路轉(zhuǎn)換成指數(shù)運(yùn)算電路？？N點(diǎn)虛地：？？2.集成指數(shù)運(yùn)算電路和集成對(duì)數(shù)運(yùn)算電路的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)相同，利用兩只特性對(duì)稱的晶體管和外圍的熱敏電阻，可以消除和補(bǔ)償溫度變化的影響。指數(shù)運(yùn)算電路uI'uoic2

uBE2

uE

uBE1

(ic1)uB1

(uI

')

uI

分析方法：uI

'表達(dá)式：T1管集電極電流：E點(diǎn)電位：利用指數(shù)和對(duì)數(shù)電路實(shí)現(xiàn)乘法、除法電路對(duì)這電路做略微的改動(dòng)，實(shí)現(xiàn)除法電路？？模擬乘法器及應(yīng)用1.簡(jiǎn)介模擬乘法器的符號(hào)形式如圖，它有兩個(gè)輸入端，一個(gè)輸出端，輸入輸出之間的關(guān)系為：其中，k為乘積系數(shù)，也稱乘積增益或標(biāo)尺因子。（1）兩個(gè)輸入端的輸入電阻無窮大；理想乘法器條件：（2）輸出電阻為零；（3）k值不隨信號(hào)的幅值和頻率而變化；（4）當(dāng)兩輸入為零時(shí)，輸出為零，電路沒有失調(diào)電壓、電流和噪聲。由于兩個(gè)輸入信號(hào)的極性有四種可能的組合，如圖所示，因此按照允許輸入信號(hào)的極性，模擬乘法器有單象限、兩象限和四象限之分。模擬乘法器及應(yīng)用2.乘方運(yùn)算電路（a）（b）（c）？模擬乘法器及應(yīng)用2.高次冪乘方運(yùn)算電路模擬乘法器及應(yīng)用3.除法運(yùn)算電路如圖所示的電路是將一個(gè)乘法器放在了集成運(yùn)放的反饋通路中，就可以構(gòu)成除法運(yùn)算電路。（積分微分）前面學(xué)過的知識(shí)可知，運(yùn)算電路中必須引入負(fù)反饋，所以圖中，當(dāng)uI1>0時(shí)，要uo'<0；而uI1<0時(shí)，uo'>0。即要求uo

'與uI1反向，所以要uo'

與uo

同相。又由于uo'

＝k

uouI2

，所以要求uI2與k同符號(hào)。由理想運(yùn)放特性可得：此電路為幾象限的除法運(yùn)算電路？？模擬乘法器及應(yīng)用4.開方運(yùn)算電路若將乘方運(yùn)算電路作為運(yùn)放的負(fù)反饋通路，就構(gòu)成了開方運(yùn)算電路。由圖所示，根據(jù)理想運(yùn)放特性：按照上述思路，若將3次方電路作為集成運(yùn)放的負(fù)反饋通路，就可以實(shí)現(xiàn)立方根運(yùn)算電路，如圖。若需要實(shí)現(xiàn)高次