模电实验学案.docx

电子电路综合设计实验 实验四 指数运算电路的设计与实现 实验报告 学 院：信息与通信工程学院 专 业： 通信工程 班 级： 2010211113 班内序号： 7 学 号： 姓 名： 李 想 任课教师： 崔岩松 北京邮电大学 时间：2012年3月28日实验四 指数运算电路的设计与实现 李想 （北京邮电大学 信息与通信工程学院 北京100876） 摘 要 指数运算电路是一种重要的电路组成部分。利用二极管的伏安特性实现的对数运算及指数运算，加以整合可以实现乘方运算。该电路可应用于乘法、除法、开方、调制、解调、放大等功能的电路中。从而在模拟运算、通信、测控、电气测量等电子技术领域，具有较高的研究价值。 Abstract: Exponentiation circuit is a sort of significant component in analog circuit. Volt-ampere characteristic of the diode can realize logarithm and exponentiation, which can be integrated for involution. Exponentiation circuit is applied to multiplication, division, evolution, modulation demodulation and amplification. Therefore, exponentiation circuit has high research value in many field of electronic technique such as analogue operation, communication and measuring and control technology. 关键词 指数运算 乘方 温度补偿 Keywords: Exponentiation, Exponentiation, Temperature compensation 一、 实验目的 1、 了解对数放大器和反对数放大器的应用。 2、 掌握如何补偿温度对一些参数的影响的方法。 3、 进一步熟练掌握运算放大器的工作原理和基本特性以及二极管的指数特性。 4、 提高独立设计电路和验证实验的能力。 二、 实验任务 1、基本要求：设计并实现一个指数运算电路，要求电路的输出输入满足指数运算关系uo=uiK，K的大小由电路中元器件参数决定，本实验要求K=2或K=3，设计指标以及给定条件为： 1） 电路的输入阻抗Ri ≥ 100KΩ。 2） 输入信号大小为0~15V。 3） 设计该电路的电源电路（不要求实际搭建），用PROTEL软件绘制完整的电路原理图（SCH）及印刷电路板图（PCB）。、 2、提高要求：自拟 三、 实验所用仪器 1、 函数信号发生器 2、 示波器 3、 晶体管毫伏表 4、 万用表 5、 直流稳压电源 四、 实验可选元件及介绍 4.1 集成运算放大器OP07[1] Op07芯片是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。Op07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。引脚如（图4-1）。 图4-1 Op07运算放大器管脚图 4.2 三极管8050[2] 8050是非常常见的NPN型晶体三极管，在各种放大电路中经常看到它，应用范围很广，主要用于高频放大。（图4-2） 图4-2 三极管8050（TO-92封装）管脚图 4.3 电阻电容若干 额外提供的精密电阻分别为：电阻精2K（2个）、电阻精15.7K（1个）、电阻精4.55K（1个）电阻精1K（2个）。 五、 实验原理 5.1 对数放大器和反对数放大器及温度补偿电路 原理框图如（图5-1）所示。[3] 图5-1 原理框图 基本数学推导： uo=klnui uo=Beuo=Beklnui eklnui=uoB 两边取对数： klnui=lnuoB uoB=uik 调整相关参数使B = 1，即uo=uik。 下面分别对对数放大器和反对数放大器及由其构成的指数运算电路加以详细阐述。 5.2 对数放大器 利用二极管的PN结的指数型伏安特性，可实现对数运算。 其解析式表示法： i=IseuUT-1 其中：Is——反向饱和电流，与外加电压无关，硅管Is远小于锗管Is UT——热电压，UT=kTq，室温下，UT=26mv 当加到PN结上的电压大于100mv是，euUT?1， 伏安特性可简化为：i=