非線性運算電路ppt課件-文庫吧資料
2025-05-13 08:26本頁面
【正文】 vO1 (a) 電路 RP2 R3 R4 R5 A2 電路的傳輸特性如圖 (b)所示。 反相加法器輸出為 vO1是精密半波整流電路的輸出。 D1對運放引入負反饋，反向輸入端是虛地，故 vO=0。輸入信號通過電阻接入運放的反相端，2個二極管接入運放的反饋通路。 電路的傳輸特性如圖 （ b）所示。 ?????????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，運放輸出 vO10，二極管 D1截止、 D2導(dǎo)通。 對于小信號，如幅值小于 1V，二極管的導(dǎo)通壓降（硅管約為 ）將產(chǎn)生不能容忍的誤差。例如，輸入輸出關(guān)系是 ??????000iiio vvvvio vv ?的電路稱為半波整流電路；輸入輸出關(guān)系是 的電路稱為全波整流電路，亦稱為絕對值電路。 電容作相位補償，以消除自激振蕩。 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算電路。 03124 ???? BEBEBEBE vvvvfoCyyCxxCzzC RviRviRviRvi ????4321 、SCTBEIiVv ln?由電路，得 T T T3和 T4的發(fā)射結(jié)回路的電壓方程為 當(dāng)全部輸入電壓大于 0時，全部二極管截止，則 TBE Vv ??當(dāng) 時， 晶體管的電壓方程是 圖 對數(shù)式乘 /除法電路 0=lnln+lnlnSyyTSzzTSxxTSfoTIRvVIRvVIRvVIRvV0ln ??yxzozfyxvvvvRRRR即 zyxyxzfo vvvRRRRv ??所以 圖 對數(shù)式乘 /除法電路 io vv ? 輸出電壓 vo與輸入電壓 vx、 vy之積成正比，與輸入電壓 vz成反比。 對數(shù)式乘 /除法電路 因此，乘除運算可轉(zhuǎn)化為對數(shù)、加減和反對數(shù)運算。故此電路不僅與溫度無關(guān)， 還擴大了輸入信號幅度。圖中 T1和 T2特性一致，運放 A T1和熱敏電阻 Rt等組成溫度補償及同相放大電路， A2和 T2等組成基本反對數(shù)電路。為了克服溫度變化的影響，同樣需要進行溫度補償。圖中 T1和 T2特性一致，運放 A T1和熱敏電阻 Rt等組成溫度補償及同相放大電路， A2和 T2等組成基本反對數(shù)電路。在基本對數(shù)電路中，將電阻 R與晶體管對換，新的電路既是指數(shù)電路，如圖 。 單片集成對數(shù)放大器 MAX4206和 MAX4207既是按圖 。如果電阻 R R3和 Rt選擇適當(dāng)，可在工作溫度范圍內(nèi)抵消 VT隨溫度的變化。 運放 A2的同相端和反相端電位是 2．具有溫度補償?shù)膶?shù)電路 圖中 T1和 T2特性一致，運放 A1和 T1等組成基本對數(shù)電路，運放A T2和熱敏電阻 Rt等組成溫度補償及同相放大電路。 圖 基本對數(shù)電路 圖 具有溫度補償?shù)膶?shù)電路 A1 A2 vp2 vn2 1 RiTSiTSRToBEnpRIvVRIvVIIVvvvv lnlnln1222 ???????RiTttptto RI vVRR RRRvRR RRRv ln2322232 ? ????? ??? 當(dāng)環(huán)境溫度變化時， VT和 IS都變化，故輸出電壓隨溫度變化。但是，輸出電壓幅值小于 ，輸入電壓必須大于 0。 對數(shù)運算電路 1．基本對數(shù)電路 晶體管的電流和電壓方程分別為 1/ln ??? TBESCTBE VvIiVv圖 基本對數(shù)電路 R R i ic vi vo 當(dāng)輸入信號 vi＞ 0時， vo＜ 0，晶體管導(dǎo)通，引入負反饋。 1/)1( // ?????? TBEVvSVvSEC VveIeIii TBETBE 在一定條件下， PN結(jié)的電壓是其電流的對數(shù)函數(shù)。 動態(tài)范圍的壓縮分為“線性壓縮”和“非線性壓縮”。比如雷達、聲納等無線電系統(tǒng)中，接收機前端信號動態(tài)范圍可達 120dB 以上；光纖接收器前端的電流也可從“ pA” 級到“ mA” 級。 輸出信號與輸入信號的指數(shù)成比例的電路稱為 指數(shù)電路。如果需要恢復(fù)對數(shù)壓縮，則可采用指數(shù)運算電路實施。代入（ ），得 5．平方根電路 令 vo=vY=vX，在 vZ 0的條件下，則運放 A同樣引入負反饋， v’ o=0。 （ ） （ ） 2XZo Kvvv ??XZXZZOXYXYo vvKvvRIRRvv ????? 1KvvRIRRvvv ZZZOXYXYXo ?????3．乘方電路 令 vo=vZ， vY=vX，則構(gòu)成平方電路。最大輸入電壓 vXmax＜ IOXRX ； ④由電路可知， |iY|IOY, |iZ|IOZ,即 |vY|RYIOY,|vZ|RZIOZ。代入（ ），得 圖 變跨導(dǎo)乘 /除法器電路原理圖 + 反雙曲正切運算 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)計為 K=。 注意到 v1是四象限乘法電路的輸入，將（ ）和（ ）代入（ ），得 )()]()[()]([)]([1112342111311242,
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