2022-2023学年高二物理竞赛课件：对数和指数(反对数)运算电路

对数和指数(反对数)运算电路 一、对数电路 对数和指数(反对数)运算电路 利用PN结的指数特性实现 u u D + － A ∞ + i d R i i o R + ud － 负反馈 利用虚短和虚断，有 继续 2 拉氏变换法 1、对电路取拉氏变换，元件用运算阻抗表示：R, 1/SC, SL。 推导输出与输入之间的运算关系uo(s)=f [ui(s)]（虚断虚短），是复频域中的关系。 2、取拉氏反变换，K——K，1/S——积分算子，S——微分算子。转换为时域中输出与输入之间的关系。 继续 二.指数（反对数）电路 继续 4 乘法、除法运算电路 利用两个对数电路、一个求和电路、一个指数电路组合起来，可实现乘法运算 思考：除法运算电路该如何实现？ 7.2 u u u 对数运算 X 对数运算 Y 加法运算 指数运算 ln u X u Y ln u X ln Y ln u + = ln（ X u Y u ） X o u Y = u 其中K为比例因子 符号： 模拟乘法器功能：实现两个模拟量相乘 u u u o X Y 有单象限、两象限和四象限之分 继续 6 集成模拟乘法器 一.基本原理 K 缺点：（1） uY只能是正值， uX可正可负，所以是二象限乘法器。 （2）K是温度的函数。 继续 7 电压放大倍数的波特图 全频段放大倍数表达式： 带宽增益积：定性分析 fbw＝ fH－ fL≈ fH 矛盾 当提高增益时，带宽将变窄；反之，增益降低，带宽将变宽。 2. 在运算电路中的基本应用 2)乘方运算 1)乘法运算 实际的模拟乘法器k常为+0.1V-1或－0.1V-1。 若k= +0.1V-1，uI1= uI2=10V，则 uO=10V。 实现了对正弦波 电压的二倍频变换 继续 为使电路引入的是负反馈，k和uI2的极性应如何？ 2. 在运算电路中的基本应用 3)除法运算 运算电路中集成运放必须引入负反馈！ 继续 为满足上式，电路中uI、 uO、k的极性是什么？为什么？ 3. 开方运算 若集成运放的负反馈通路中为某种运算电路，则整个电路实现其逆运算，如除法运算电路、开方运算电路。 如何实现开三次方运算电路？ uO 如何取正负？ 结束 $