运算电路设计样本

5.4对数和指数运算电路

一．对数运算电路

1．基本电路及函数关系

条件：

二极管导通，

有

分析：1.和是温度函数，故运算精度受影响2.小信号时和1相差小，故误差大

3.极管在电流较大时其伏安特性与PN结方程差别相大，故合用于一定电流范畴。2．改进电路

a．用三极管代替二极管以获得较大工作范畴。见下图：

条件：

,

b．运用参数相似对管抵消温度对影响。

具备

由

c．运用热敏电阻补偿温度相应响上图中电阻和（或和）为热敏电阻，只要参数适当，原则上可消除因受温度影响而引起误差。

若则保持不变

d．实用对数运算电路

考虑事实上是三极管和之差，故把发射极改接至发射极，而将基极与地断开，经分压电阻接到运放输出，由此

而

二．指数运算电路

1．基本电路及函数关系

设由

分析：基本指数运算电路也存在温度影响问题

2．实用指数运算电路

a．思路：将反相比例电路输出电压作为指数运算电路输入电压，而使指数运算电路输出与反相比例电路输入电压成正比，那么将与成指数关系。电路如下：

b．条件：

而

这阐明参照电压为正值条件下，必要为负值。c．函数关系：

而

上两式相对照

为指数关系

5．5 乘除运算电路

一．乘法运算电路

输出电压与两个模仿输入电压之乘积成正比，简称模仿乘法器。从输出电压与输入电压函数关系来看，有

同相模仿乘法器

反相模仿乘法器

从输入电压来看，有

四象限乘法器：两个输入电压可为正，也可为负

两象限乘法器：只有一种输入电压可为负，另一种固定极性

单象限乘法器：两个输入电压均为单一极性

1．对数式乘法器：

思路：为两个对数运算电路输入电压，其输出电压经反像求和送给指数运算电路，则

函数关系推导：

其中令

由于对数和指数运算电路普通规定输入电压是单一极性，因此上述电路是单象限乘法器。

2．变跨导式乘法运算电路

函数关系推导：

式中

令为A

若必要

可见两象限乘法器（只能为正）改进电路:

当幅度小时误差很大，且只能为正值，故改进如下：双平衡式模仿乘法电路

函数关系：

由于输入电压和均可正可负，故这是一种四象限模仿乘法器。3．功能符号和应用举例

如果无特殊阐明，普通以为是四象限模仿乘法器。

a. 平方运算：

b.正弦波倍频

若

如果平方运算电路输出端加一种隔直电容，便可得到频率是正弦输入信号频率两倍正弦波。

c. 调制

若和分别接载波信号和调制信号，则将是调幅波。

d．控增益

若接直流控制电压，接信号输入电压，

则

阐明可用电压大小控制放大倍数大小。

E. 测量电功率

若与被测电路电压成正比，与被测电路电流成正比，则与被测电路功率成正比。

二．除法运算电路

输出电压与两个模仿输入电压之商成正比。也有单象限，两象限和四象限三种。

1. 对数式除法电路。（单象限）

从电路可看出，除法电路和对数式乘法电路相似，只是将求和电路改为减法电路。2．反函数式除法运算电路（两象限）

函数关系推导：

工作条件：

综上：可正可负，必要改为负值。

思考：若但愿上述电路为四象限，采用什么办法？

答：在x点接如一种绝对值电路，即全波夸流电路。

3．应用举例：

使则

即

由于故必要用同相乘法器才干不变化极性，