对数和反对数及乘除法.pptVIP

9.1.4 对数和反对数运算电路 1.对数运算电路 利用二极管组成基本对数运算电路。理想情况下，可以列出 uO=－uD 由二极管的伏安特性方程 uI uo 图9.11 对数运算电路 R1 Rb _ + i1 uD iD 两边取对数，得 输出电压与输入电压 成对数关系。 uI uo 图9.11 对数运算电路 R1 Rb _ + i1 uD iD 2.反对数运算电路 反对数是对数的反运算，如图9.12所示。 理想情况下，当输入电压为正时有：uI=uBE 输出电压与输入电压成指数关系。 iC uI 图9.12 反对数运算电路 Rb uo T _ + if Rf 9.1.5 乘除运算电路 广泛应用于信号处理、信号检测、通信工程、自动控制等科学领域。 1.乘法运算电路 （1）对数式乘法器 uI Rb3 uo T _ + R3 uX Rb1 uo1 _ + R1 T uY Rb1 uo2 _ + R1 T Rb2 uo3 _ + R2 R2 R2 在正常工作情况下，可以认为三极管T1、T2中集电极电流和uBE近似成指数关系，即 T1 _ + R1 + Rc _ u’O VCC + iC1 _ iC2 R1 T2 uX -VEE Rc Re Rf Rf T3 uY uO iE _ + 图9.13 变跨导式乘法器原理电路 （2）变跨导式乘法器(Variable Trans-conductance Multiplier) 若uBE1=uBE2，IS1=IS2，则 T1 _ + R1 + Rc _ u’O VCC + iC1 _ iC2 R1 T2 uX -VEE Rc Re Rf Rf T3 uY uO iE _ + 图9.13 变跨导式乘法器原理电路 uO gm随uY而变，因此这种电路被称为变跨导式乘法电路。 交流时，T3短路，uE1=uE2=0,所以 T1 _ + R1 + Rc _ u’O VCC + iC1 _ iC2 R1 T2 uX -VEE Rc Re Rf Rf T3 uY uO iE _ + 图9.13 变跨导式乘法器原理电路 T1 _ + R1 + Rc _ u’O VCC + iC1 _ iC2 R1 T2 uX -VEE Rc Re Rf Rf T3 uY uO iE _ + T1 _ + R1 + Rc _ u’O VCC + iC1 _ iC2 R1 T2 uX -VEE Rc Re Rf Rf T3 uY uO iE _ + 不足：输入信号极性受限。uY极性必须为正；uX的极性可正可负。属于二象限相乘。 K中含有UT，表明该电路受温度影响。 可以采用二级差动放大电路，实现uX和uY均可正可负的四象限乘法器(Four-Quadrant Multiplier）。 + T2 T5 + uX T4 +VCC Rc I + iY I - iY iC1 T1 -VEE + _ iC2 iC4 uY T3 T6 _ iY RY uO Rc iC5 iC6 iC3 _ I I 图9.14 四象限模拟乘法器 （3）四象限模拟乘法器 + T2 T5 + uX T4 +VCC Rc I + iY I - iY iC1 T1 -VEE + _ iC2 iC4 uY T3 T6 _ iY RY uO Rc iC5 iC6 iC3 _ I I 图9.14 四象限模拟乘法器 乘法器符号如图9.17所示。 X Y uX uO uY (a)不带运放的乘法器符号 X Y uX uO uY (b)带运放的乘法器符号 图9.17 乘法器的表示符号 乘法器的应用 利用集成模拟乘法器和集成运算放大器可组成除法、开方及平方等运算电路。 在通信设备中可作平衡调制器，同步检波器、鉴频器、混频器等； 在测量技术中可以进行单相功率测量、三相功率测量、功率因数的测量等； 此外还可以作为倍频器、压控滤波器等。 2. 除法运算电路 利用模拟乘法器实现 KuYuO=uX 若以uO、uY作为模拟乘法器的两个输入电压，设法使乘法器的输出电压与uX成正比例或二者的绝对值相等，便可以实现除法运算，电路如图9.18所示。 KuYuO=uZ uZ=-uX 当 R1=Rf uX = -KuYuO K0?uY0 K0?uY0 i1 uO uY uX 图9.18 用模拟乘法器组成的除法电路 uZ R1 Rf iF Rb _ + A X y