对数运算电路和指数运算电路

对 数 运 算 电 路 和 指 数 运 算 电 路 利用PN 结伏安特性所具有的指数规律，将二极管或者三极管分别接入集成运放的反馈回路和输入回路，可以实现对数运算和指数运算，而利用对数运算、指数运算和加减运算电路相组合，便可实现乘法、除法、乘方和开方等运算。 一、 对数运算电路 1. 采用二极管的对数运算电路 下图所示为采用二极管的对数运算电路，为使二极管导通，输入电压 应大于零。根据半导体基础知识可知，二极管的正向电流与其端电压的近似关系为（ 为发射结的反向饱和电流， 为温度电压当量，室温时 ）因而 由于 =0 “虚地”，则 根据以上分析可得输出电压 运算精度受温度的影响。为扩大输入电压的动态范围，实用电路中常用三极管取代二极管。 2.利用三极管的数运算电路 利用三极管的数运算电路如右图所示。由于集成运放的反相输入端为虚地，节点电流方程为 在忽略晶体管基区体电阻压降且认为晶体管的共基电路放大系数为1 的情况下，若 ，则 输出电压 运算精度受温度的影响，而且在输入电压较小和较大情况下，运算精度变差。 二、指数运算电路 将对数运算电路中的电阻和三极管互换，便可得到指数运算电路，如右图所示。 因为集成运放反相输入端为虚地，所以 输出电压 为使晶体管导通， 应大于零，且只能在发射结导通电压范围内，故其变化范围很小。由于运算结果与受温度影响较大的 有关，因而指数运算的精度也与温度有关。 改进电路1：用三极管代替二极管 电路在理想情况下可完全消除温度的影响 改进电路3：实用对数电路 如果忽略 T2 基极电流， 则 M 点电位： 8.4.2 指数电路 1. 基本指数电路 2. 反函数型指数电路 电路必须是负反馈才能正常工作，所以： 十种高精度整流电路 图1 是最经典的电路,优点是可以在电阻R5 上并联滤波电容.电阻匹配关系为 R1=R2,R4=R5=2R3;可以通过更改 R5 来调节增益 图2 优点是匹配电阻少,只要求 R1=R2 图3 的优点是输入高阻抗,匹配电阻要求R1=R2,R4=2R3 图4 的匹配电阻全部相等,还可以通过改变电阻R1 来改变增益. 图5 和图6 要求R1=2R2=2R3,增益为1/2,缺点是:当输入信号正半周时,输出阻抗比较高,可以在输出增加增益为2 的同相放大器隔离.另外一个缺点是正半周和负半周的输入阻抗不相等,要求输入信号的内阻忽略不计 图7 正半周,D2 通,增益=1+(R2+R3)/R1;负半周增益=-R3/R2;要求正负半周增益的绝对值相等,例如增益取 2,可以...