【正文】 例積分運(yùn)算電路 PI調(diào)節(jié)器 比例微分運(yùn)算電路 PD調(diào)節(jié)器 ui uo ∞ + + R2 CF i1 R1 PD調(diào)節(jié)器 if uc R + A1 C )dd( ii1O tuRCuRRu ???21 比例、積分、微分運(yùn)算 電路 PID電路 ?????? dtuCRdtduCRuCCRRu I21I12I2112o1)(調(diào)節(jié)器電路圖 22 對(duì)數(shù)運(yùn)算電路和指數(shù)運(yùn)算電路 一、對(duì)數(shù)運(yùn)算電路 由二極管方程知 )1e(TDSD ??UuIi當(dāng) uD ??UT 時(shí)， TDeSDUuIi ?或： SDTD ln IiUu ?利用 “ 虛地 ” 原理，可得： RIuUIiUIiUuu RSITSTSDTDO lnlnln ???????? 用三極管代替二極管可獲得較大的工作范圍。 1. 采用二極管的對(duì)數(shù)運(yùn)算電路 23 2. 利用晶體三極管的對(duì)數(shù)運(yùn)算電路 RuiiRIc ??TBESECTBE ,1UueIiiUu??????? 則，設(shè)SCTBE ln IiUu ?RIuUuuSITBEo ln????可見，與二極管構(gòu)成的對(duì)數(shù)運(yùn)算電路一樣 ，運(yùn)算關(guān)系受溫度影響。 24 3. 集成對(duì)數(shù)運(yùn)算電路 利用特性相同的二只三極管進(jìn)行補(bǔ)償，消去對(duì) IS運(yùn)算關(guān)系的影響。 R5為具有正溫度系數(shù)的補(bǔ)償電阻，可補(bǔ)償 UT的溫度特性。 點(diǎn)：1NTB E 1S3IIC1UueIRuii ???3SITBE ln1 RIuUu ?點(diǎn)：2pTB E 2SRC2UueIIi ?? SRTB E 2 ln IIUu ?3RIT520NPln)1( RIuURRuuu???? ，則3RITB E 1B E 2p2 ln RIuUuuu ????25 當(dāng) uI 0 時(shí) ， 可見，輸出電壓正比于輸入電壓的指數(shù)。 1. 基本 電路 對(duì)數(shù)運(yùn)算電路中的電阻和三極管互換，得到指數(shù)運(yùn)算電路。 二、指數(shù)運(yùn)算電路 IBE uu ?TISERUueIii ??TISR0UueRIRiu ????則26 2. 集成指數(shù)運(yùn)算電路 在集成運(yùn)算電路中，利用二只雙極性晶體管特性的對(duì)稱性，消去 IS對(duì)運(yùn)算關(guān)系的影響；并且，采用熱敏電阻補(bǔ)償 UT的 變化。 忽略 1T 管基極電流， P點(diǎn)電位 I313P uRRRu??TB E 1SR E Fc1UueIIi ??2BEB E 1PE uuuu ????B E 1PB E 2 uuu ???f S TI313TBE1ee RI UuRRRUu ????f R E F TI313e RI UuRRR ????fSfc20 T2BEReIRiu Uu??27 利用對(duì)數(shù)和指數(shù)電路實(shí)現(xiàn)的乘 法運(yùn)算 電路 和除法運(yùn)算電路 乘法電路的輸出電壓正比于其兩個(gè)輸入電壓的乘積 ， 即 uo = uI1uI2 求對(duì)數(shù)，得： I2I1I2I1O lnln)l n (ln uuuuu ???再求指數(shù)，得： I2I1lnlnO I2I1e uuu uu ?? ? 所以利用對(duì)數(shù)電路 、 求和電路和指數(shù)電路 ， 可得乘法 電路的方塊圖： 對(duì)數(shù)電路 對(duì)數(shù)電路 uI1 uI2 lnuI1 lnuI2 求和電路 lnuI1+ lnuI2 指數(shù)電路 uO = uI1uI2 28 乘法運(yùn)算電路 2SI2I1TO2O1O3)(lnRIuuUuuu???? ）（RIuUuSI1To1 ln??RIuUuSI2To2 ln??RIuuRIu UuSI2I1So eTo3????若把其中求和電路換為求差分運(yùn)算電路，則可實(shí)現(xiàn)除法運(yùn)算。 注： 29 除法電路的輸出電壓正比于其兩個(gè)輸入電壓相 除所得的商，即： I2I1O uuu ?求對(duì)數(shù)，得： I2I1I2I1O lnlnlnln uuuuu ???再求指數(shù)，得： I2I1lnlnOI2I1euuu uu ?? ? 所以只需將乘法電路中的求和電路改為減法電路即可得到除法電路的方塊圖： 對(duì)數(shù)電路 對(duì)數(shù)電路 uI1 uI2 lnuI1 lnuI2 減法電路 lnuI1 lnuI2 指數(shù)電路 I2I1O uuu ?30 模擬乘法器及其在運(yùn)算電路中的應(yīng)用 模擬乘法器是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模擬量相乘的非線性電子器件，它可以實(shí)現(xiàn)乘、除、乘方和開方運(yùn)算電路。在電子系統(tǒng)之中用于進(jìn)行模擬信號(hào)的處理。 模擬乘法器簡(jiǎn)介 輸出電壓正比于兩個(gè)輸入電壓之積 uo = k uI1uI2 比例系數(shù) k 為正值 —— 同相乘法器； 比例系數(shù) k 為負(fù)值 —— 反相乘法器 。 31 理想模擬乘法器具備的條件 (1) ri1和 ri2為無窮大； (2) ro為零； (3) k值不隨信號(hào)幅值而變化，且不隨頻率而變化； (4)當(dāng) uX或 uY為零時(shí) uo為零，電路沒有失調(diào)電壓、電流和噪聲 。 模擬乘法器有： 單象限、兩象限和四象限。 32 差分放大電路的差模傳輸特性是指在差模信號(hào)作用下，輸出電壓與輸入電壓的函數(shù)關(guān)系。 變跨導(dǎo)型模擬乘法器的工作原理 一 、 差分放大電路的差模傳輸特性 圖示差分放大電路： B E 2B E 1Idx uuuu ???TOTEQ2 UIUIgm ??)1()1( TXTBE2BE1TBE2TBE2TBE1E2SSSE2E1OUuUuuUuUuUueieeIeIeIiiI?????????TX1OE2UueIi???TX1OE1UueIi???T2th XOE2E1c2c1 UuIiiii ????因此，33 XmTXOC2C1TX2)mV262(2ugUuIiiUu?????? 時(shí)，有約為當(dāng)XmCTXOCC2C1O 2)(uRgRUuIRiiuC???????則電路的差模電壓傳輸特性如圖示。 34 二、可控恒流源差分放大電路的乘法特性 CTXeB E 3YOeB E 3YC32 RUuRuuuRuuIi????????圖示差分放大電路，YXYeTCOB E 3Y2 ukuuuRURu,uuX ?????? 則 若。故為兩象限模擬乘法器必須大于零，可正可負(fù)，但式中 YX uu電路只工作在兩象限。與溫度有關(guān)。有關(guān)，即與。值越小，運(yùn)算誤差越大( 3)( 2)( 1)TOYkUuu電路缺點(diǎn)：35 三、四象限變跨導(dǎo)型模擬乘法器 圖示雙平衡四象限變跨導(dǎo)型模擬乘法器 TY65TX634TX5212th2th 2thUuIiiUuiiiUuiii??????)()()()( 34212431O2O1 iiiiiiiiii ?????????36 YX2TO2O1TYTX4 , 2, 2uuUIiiUuUu?????? 則當(dāng)YXYX2CCO2O1O4 )(ukuuuUIRRiiuT?????)2(th)2(th2th)(TXTYTX65O2O1 UuUuIUuiiii ?????37 換成單端輸出形式。利用圖示集成運(yùn)放可轉(zhuǎn)限模擬乘法器。均可正可負(fù)，故為四象、 YX uu四、模擬乘法器的性能指標(biāo) 見教材 表 38 模擬乘法器在運(yùn)算電路中的應(yīng)用 模擬乘法器自身能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模擬信號(hào)的乘法和平方運(yùn)算，與其它電路配合可構(gòu)成除法、開方、均方根等運(yùn)算電路 。 一 、乘方運(yùn)算電路 2O Ikuu ?Iu當(dāng)正弦波 tUu ?s i n2 iI ? ，則