Главная > Схемотехника > Аналоговая электроника на операционных усилителях
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

Умножители с логарифмированием и антилогарифмированием сигналов

При использовании этого метода (рис. 9.12) операция умножения осуществляется в несколько этапов: логарифмическое преобразование входных сигналов, сложение и обратное (экспоненциальное) преобразование суммы. Все эти операции легко реализуются с применением согласованных биполярных транзисторов и ОУ. Этот способ широко применяется в микросхемах умножителей благодаря дешевизне и возможности умножения и деления нескольких сигналов, а также простой реализации функций вида

Хотя базовые логарифмирующие и экспоненциальные схемы работают только в одном квадранте, их легко преобразовать для работы в четырех квадрантах, включив несколько дополнительных резисторов. Далее приведены практические схемы, в которых применяется данный способ. Подробнее о логарифмирующих и экспоненциальных преобразователях см. гл. 8.

Рис. 9.12. Блок-схема умножителя с логарифмированием и антилогарифмированием сигналов.

(см. скан)

Рис. 9.13. Упрощенная схема умножителя с логарифмированием и антилогарифмированием сигналов.

Упрощенный вариант схемы представлен на рис. 9.13.

Работа схемы основана на упрощенном описании транзистора, используемом при построении логарифмирующих преобразователей:

В соответствии со схемой, для транзисторов имеем:

а для транзисторов

Следовательно, или

Обычно все транзисторы находятся на одном кристалле, поэтому:

При использовании согласованы пар транзисторов часть сомножителей, представляющих собой токи утечек, взаимно сократятся. Если транзисторы а также согласованы, (т.е. температурные погрешности транзисторов компенсируются), в результате получим:

Переходя от токов к напряжениям, с учетом равенств

получим:

Обычно поэтому

Схема на рис. 9.13 изображена в упрощенном виде, на рис. 9.14 показан ее полный вариант. Она обеспечивает умножение в четырех квадрантах.

В схему добавлены следующие элементы:

— резисторы и конденсаторы для частотной коррекции ОУ соответственно);

— диоды для защиты переходов база-эмитгер транзисторов от обратных напряжений;

— резисторы для обеспечения работы схемы в четырех квадрантах; для получения высокой точности эти резисторы должны быть согласованы.

Рис. 9.14. Улучшенный вариант умножителя с логарифмированием и антилогарифмированием сигнала.

Данную схему можно собрать на дискретных элементах и транзисторных сборках, например (отечественные аналоги — микросхемы серии 198 — прим. ред.). Этот же прием использован в некоторых промышленных микросхемах умножителей.

Несколько замечаний о параметрах данного умножителя. Во-первых, полоса пропускания сужается при уменьшении входных сигналов (см. гл. 8). Во-вторых, линейность схемы определяется точностью логарифмирующих

преобразователей. Для малых сигналов она ограничивается погрешностями ОУ (входными напряжениями смещения и входными токами), а для больших сигналов — объемными сопротивлениями эмиттеров транзисторов. Погрешности ОУ можно уменьшить, используя высококачественные усилители. Объемные сопротивления эмиттеров транзисторов можно скомпенсировать известными методами (гл. 8).

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление