AD538的原理及應用實例介紹
若在更寬的動態(tài)范圍里工作,AD538作為乘法器和除法器有更詳細的誤差計算方法,誤差可看作三部分的和:(理想的)讀數的百分數,輸出偏移和VY/VX對數比例部分的輸入偏移。從表1可舉一個這種計算公式的應用例子:當AD538的VY=1V,VZ=100mV和VX=10mV時,最大誤差為讀入幅值的±500μV(1+100mV)/10mV×250μV的±2.0%,或輸入幅值的±250μV±27.5mV的±2.0%。這個例子說明了在非常低的輸入電平情況下,由于AD538的增益(VY+VZ)/VX的緣故,使得輸入偏移成為實際誤差的重要部分,不可忽略。
2.2 工作原理
圖2所示為AD538的內部結構框圖,圖3所示為其電路模型。由這兩圖可以看到,Vz和Vx的輸入直接與AD538的輸入對數比例放大器相連。這一部分的輸出電壓與(lnVZ-lnVX)成正比。對數比例放大器在13腳的輸出可以用下式來表示:
VB=KTln(Vx/Vx)/q
式中K=1.3806J/K,q=1.60219×10-19C,T是開氏溫度。若對溫度進行補償,且輸出能調整到理想電平,對數比例結構這部分可以單獨使用。
一般情況下,對數比例部分的輸出應直接與第二個功能--反對數部分連接,作為第二個功能塊的輸入。該功能塊執(zhí)行下式所示的反對數算法:
Vo=VY eVc·q/KT
同對數比例部分的電路一樣,用戶也可直接單獨使用反對數部分。當使用兩部分時,第一部分的輸出B腳與第二部分的輸入連接,則AD538運算器的轉換函數就可以用下式表示:
VO=VY e[(KT/q)(q/KT)Ln(Vz/Vx)] ;
VB=VC化簡后為:
VO=VY(Vz/Vx)
最后,通過外接電阻,可以控制對數比例部分輸出的增大或衰減,使Vz/Vx的值增大到它的m次方。不外接任何電阻時,m為1。AD538的轉換函數的最終表達式為:
VO=Y (Vz/VYx)m
這里0.2
當AD538被用作模擬除法器時,VY的輸入可作為一個合適的比例因子去乘比值VZ/Vx。實際上,常把VY輸入信號的對數值加到C腳的信號上(其在對數域中)來獲得放大效果。
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