非線(xiàn)性運(yùn)算電路ppt課件-wenkub
2023-05-22 08:26:00 本頁(yè)面
【正文】 峰值檢測(cè)電路 對(duì)數(shù)和指數(shù)運(yùn)算電路 電壓比較器 學(xué)習(xí)本章后，讀者將了解： 跨導(dǎo)模擬乘法器的原理，四象限變跨導(dǎo)集成乘法器 對(duì)數(shù)電路、指數(shù)電路和對(duì)數(shù)式乘除法電路； 絕對(duì)值運(yùn)算電路和最大值運(yùn)算電路； 單限電壓比較器、遲滯比較器和窗口比較器的電路和傳輸特性，比較器的分析方法；集成電壓比較器。 變跨導(dǎo)模擬乘法器 乘法器是一種廣泛使用的模擬集成電路，它可以實(shí)現(xiàn)乘、除、開(kāi)方、乘方、調(diào)幅等功能，廣泛應(yīng)用于模擬運(yùn)算、通信、測(cè)控系統(tǒng)、電氣測(cè)量和醫(yī)療儀器等許多領(lǐng)域。 變跨導(dǎo)模擬乘法器原理 β和 rbe分別是差分對(duì)管的電流放大系數(shù)和輸入電阻。 YOYCYOYCiIiiIi????65TXCCcoVvthiiRv2)( 65 ??TXYYco VvthvRRv 22 ??再由電路并考慮到 RY遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 T5和 T6的發(fā)射極電阻，得 將（ ）和（ ）代入（ ），得 將（ ）代入上式，得 YYYCC Rviii 2265 ??? ） 輸出電壓為 )]()[()]([)]([34213142CCCCcCCcCCCCcCCoiiiiRiiRViiRVv?????????? ） 當(dāng) TXCCC Vvthiii2)( 634 ??同理可得 （ ） 時(shí)，當(dāng) 12TXVvYXTYcTXYYcTXYYco vvVR RVvvR RVvthvR Rv ????? 2222 vX和 vY都是雙極性 信號(hào)，即電路實(shí)現(xiàn)了四象限同相乘法器。 單片集成乘法器 AD534和 AD734等是按圖 。代入（ ），得 圖 變跨導(dǎo)乘 /除法器電路原理圖 + 反雙曲正切運(yùn)算 電路 四象限變跨導(dǎo)乘法電路 求和電路 z A YXYXOXYXZZo vKvvvIRRRvv ????? （ ） OXYXZIRRRK ? （ ） 圖 變跨導(dǎo)乘 /除法器電路原理圖 + 反雙曲正切運(yùn)算 電路 四象限變跨導(dǎo)乘法電路 求和電路 z A 構(gòu)成乘法電路， K是乘法增益，通常設(shè)計(jì)為 K=。 （ ） （ ） 2XZo Kvvv ??XZXZZOXYXYo vvKvvRIRRvv ????? 1KvvRIRRvvv ZZZOXYXYXo ?????3．乘方電路 令 vo=vZ， vY=vX，則構(gòu)成平方電路。如果需要恢復(fù)對(duì)數(shù)壓縮，則可采用指數(shù)運(yùn)算電路實(shí)施。比如雷達(dá)、聲納等無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)中，接收機(jī)前端信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍可達(dá) 120dB 以上；光纖接收器前端的電流也可從“ pA” 級(jí)到“ mA” 級(jí)。 1/)1( // ?????? TBEVvSVvSEC VveIeIii TBETBE 在一定條件下， PN結(jié)的電壓是其電流的對(duì)數(shù)函數(shù)。但是，輸出電壓幅值小于 ，輸入電壓必須大于 0。 運(yùn)放 A2的同相端和反相端電位是 2．具有溫度補(bǔ)償?shù)膶?duì)數(shù)電路 圖中 T1和 T2特性一致，運(yùn)放 A1和 T1等組成基本對(duì)數(shù)電路，運(yùn)放A T2和熱敏電阻 Rt等組成溫度補(bǔ)償及同相放大電路。 單片集成對(duì)數(shù)放大器 MAX4206和 MAX4207既是按圖 。圖中 T1和 T2特性一致，運(yùn)放 A T1和熱敏電阻 Rt等組成溫度補(bǔ)償及同相放大電路， A2和 T2等組成基本反對(duì)數(shù)電路。圖中 T1和 T2特性一致，運(yùn)放 A T1和熱敏電阻 Rt等組成溫度補(bǔ)償及同相放大電路， A2和 T2等組成基本反對(duì)數(shù)電路。 對(duì)數(shù)式乘 /除法電路 因此，乘除運(yùn)算可轉(zhuǎn)化為對(duì)數(shù)、加減和反對(duì)數(shù)運(yùn)算。 注意，該電路要求全部輸入電壓大于零才能正常工作，因而是一象限乘除運(yùn)算電路。例如，輸入輸出關(guān)系是 ??????000iiio vvvvio vv ?的電路稱(chēng)為半波整流電路；輸入輸出關(guān)系是 的電路稱(chēng)為全波整流電路，亦稱(chēng)為絕對(duì)值電路。 ?????????00012IIIo vvRRvv圖 精密半波整流電路 D1 D2 R2 R1 A vI vO vO1 (a) 電路 vO vI o (b) 傳輸特性 當(dāng) vI0時(shí)，運(yùn)放輸出 vO10，二極管 D1截止、 D2導(dǎo)通。輸入信號(hào)通過(guò)電阻接入運(yùn)放的反相端，2個(gè)二極管接入運(yùn)放的反饋通路。 反相加法器輸出為 vO1是精密半波整流電路的輸出。 上式中， vO1是運(yùn)放輸出電壓， Avd是運(yùn)放的開(kāi)環(huán)電壓增益， Von是二極管的導(dǎo)通壓降。 設(shè)電容電壓初始值為 0，輸入輸出波形如圖 （ b）。當(dāng) vIvO時(shí)，運(yùn)放必須先退出負(fù)飽和，然后，運(yùn)放的輸出電壓由負(fù)電源電壓（ vO1≈ VEE）上升至使二極管導(dǎo)通（ vO1 = Von+vI）。 如圖 。 除了響應(yīng)速度快以外，圖 。 用集成運(yùn)放構(gòu)成比較器時(shí)，運(yùn)放通常是 開(kāi)環(huán)或正反饋連接方式 ，工作在飽和區(qū)，虛斷成立，但虛短不成立。 vI vO VR A (a) 電路 vp vn vI vO VR vp vn S A (b) 等效電路 |VOsat| VOsat+ 運(yùn)放處于開(kāi)環(huán)狀態(tài)，等效電路如圖 (b)所示。 即 vO vI (c) 同相傳輸特性 VOH VOL o VT =VR 輸入電壓下降越過(guò)閾值電壓 VT時(shí)，輸出電壓由 VOH負(fù)跳變到 VOL。 閾值電壓或門(mén)限電壓 VT： 輸入電壓上升越過(guò)閾值電壓 VT時(shí)，輸出電壓由 VOL正跳變到 VOH； 當(dāng) VR=0時(shí)， VT=0，輸出電壓在輸入電壓過(guò)零時(shí)跳變，所以稱(chēng)為過(guò) 零比較器 。 輸入電壓接入運(yùn)放的反相端，則輸入電壓上升越過(guò)閾值電壓 VT時(shí)，輸出電壓產(chǎn)生負(fù)跳變（反相比較器）。即 因?yàn)檫\(yùn)放退出飽和狀態(tài)需要較長(zhǎng)時(shí)間，所以限制運(yùn)放進(jìn)入飽和狀
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