非線性運(yùn)算電路ppt課件-在線瀏覽
2025-06-24 08:26本頁面
【正文】 非線性的雙曲正切函數(shù) 。但電路溫度變化的影響，且 vX的線性范圍很小。 vX vY vO RY IOY偏置 T1 D1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 圖 單片集成模擬乘法器 MC1496電路原理圖和管腳圖 ,ov,ov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 為了擴(kuò)展輸入信號(hào) vX的線性范圍和減少外圍電路元件，在四象限變跨導(dǎo)乘法器的基礎(chǔ)上增設(shè)了反雙曲正切運(yùn)算電路和求和電路，如圖 。 （ ） （ ） 變跨導(dǎo)模擬乘 /除法器 ZZZCC Rviii 221112 ???由電路可得 （ ） 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 ,ov)(]2)[( 1112165, CCcTCCco iiRVvthiiRv ???? 是運(yùn)放的凈輸入電壓。代入（ ），得 ZZcYXOXYXco vRRvvIRRRv 22, ??? （ ） 1．乘法電路 令 vo=vZ，如圖 ，則運(yùn)放 A引入負(fù)反饋，輸入虛短和虛斷成立，即 v’ o=0。電路具有以下特點(diǎn)： ①輸出電壓 vo與輸入電壓 vX、 vY之積成比例， vX和 vY可正可負(fù)，是四象限乘法電路； ②輸出電壓與溫度無關(guān)，溫度穩(wěn)定性好； ③根據(jù)反雙曲正切函數(shù)的性質(zhì)可知，要求 vX/IOXRX＜ 1。 XvXYYXOXYXZZo vAvKVvvIRRRvv ?????OXYXYZYv IRRVRKVA ??2．壓控增益放大器 令 vo=vZ， vY=VY（常數(shù)電壓），則 電壓增益 Av與電壓 VY成正比，構(gòu)成壓控增益放大器，輸入端 vY作為增益控制端對。即 4．除法電路 令 vo=vY，則運(yùn)放 A同樣引入負(fù)反饋， v’ o=0。代入（ ），得 （ ） （ ） （ ） 利用對數(shù)運(yùn)算電路則可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的非線性壓縮，電路簡單。 對數(shù)和指數(shù)運(yùn)算電路 輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的對數(shù)成比例的電路稱為 對數(shù)電路 。 在現(xiàn)實(shí)世界中，一些信號(hào)往往具有很寬的動(dòng)態(tài)范圍（最大信號(hào)幅度與最小信號(hào)幅度之比）。 在工程應(yīng)用中，處理寬動(dòng)態(tài)范圍的信號(hào)時(shí)，常常將其動(dòng)態(tài)范圍壓縮到一個(gè)可以處理的程度。 利用壓控增益放大器可以實(shí)現(xiàn)線性壓縮，但必須根據(jù)輸入信號(hào)的電平來控制增益。所以，在反相比例運(yùn)算電路中，用晶體管的發(fā)射結(jié)代替反饋電阻 Rf，則可實(shí)現(xiàn)對數(shù)運(yùn)算，電路如圖 。所以 1/lnln ???????? TBESiTSCTBEo VvRIvVIiVvv 當(dāng)溫度一定時(shí)，溫度當(dāng)量電壓 VT和反向飽和 IS都是常數(shù)，則輸出電壓是輸入電壓的對數(shù)函數(shù)。 但是，輸出電壓幅值小于 ，輸入電壓必須大于 0。具有溫度補(bǔ)償?shù)膶?shù)電路如圖 。 1112 )(RVRvvVI CCBEBECCR ????由電路得 式中去掉了反向飽和電流 IS的影響。故此電路不僅與溫度無關(guān)，還擴(kuò)大了輸出信號(hào)幅度。 1/)1( // ?????? TiVvSVvSEC VveIeIii TiTBE圖 基本指數(shù)電路 指數(shù)運(yùn)算電路 對數(shù)的逆運(yùn)算就是指數(shù)運(yùn)算，或稱為反對數(shù)運(yùn)算。 具有溫度補(bǔ)償?shù)闹笖?shù)電路示于圖 。 當(dāng) vi＞ 0時(shí)，三極管導(dǎo)通， Ti VvSffo eRIRiRiv /??????所以 （ ） 即輸出電壓是輸入電壓的指數(shù)函數(shù)，要求 viVT。 具有溫度補(bǔ)償?shù)闹笖?shù)電路示于圖 。 ittpn vRRRRRvv32211?????RoTRfTRCTnBEBEn RIvVIiVIiVvvvv lnlnln 22211 ?????????運(yùn)放 A1的同相端和反相端電位是 )+++(ln===3221+++3221TittRVvRRRRRRVvRoVvRRRRRRIeRIeRIv TittTn所以 11221RVRvvvVI CCnBEBECCR ?????由電路得 （ ） 圖 具有溫度補(bǔ)償?shù)闹笖?shù)電路 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。 0)lnlnln( l n1)lnlnln( l nln)( l nln 11?????????? ??ozyxozyxzzyxozyxvvvvvvvvvvvvvvvv圖 對數(shù)式乘 /除法電路 zyxo vvvv ?如果 根據(jù)對數(shù)運(yùn)算的性質(zhì)，得 圖中 T1和 A T2和 A T3和 A3組成 3個(gè)對數(shù)運(yùn)算電路；T4和 A4組成反對數(shù)運(yùn)算電路；T T T3和 T4的發(fā)射結(jié)回路實(shí)現(xiàn)加減運(yùn)算。 典型電路如圖 。 并且 vo與 IS和 VT無關(guān)，即克服了溫度變化的影響。 當(dāng)輸入誤接，即輸入小于零時(shí)，二極管導(dǎo)通，限制運(yùn)放的輸出電壓，以避免反向擊穿三極管的發(fā)射結(jié)。 將雙極性輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為單極性輸出信號(hào)的電路稱為整流電路。 整流電路利用二極管的單向?qū)щ娦詫?shí)現(xiàn)。而將二極管接入運(yùn)放的反饋通路構(gòu)成精密整流則可克服這個(gè)缺點(diǎn)。 D2和 R2對運(yùn)放引入負(fù)反饋，反向輸入端是虛地，故 vO=(R2/R1)vI。 精密半波整流電路 電路如圖 (a)所示。 當(dāng) vI0時(shí)，運(yùn)放輸出 vO10，二極管 D1導(dǎo)通、 D2截止。 因此，電路將雙極性輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為單極性輸出信號(hào)，即 圖 精密半波整流電路
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