實時模擬計算器件AD538的原理及應(yīng)用

　　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(shù)的百分數(shù)，輸出偏移和VY/VX對數(shù)比例部分的輸入偏移。從表1可舉一個這種計算公式的應(yīng)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(nèi)部結(jié)構(gòu)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(shù)比例放大器相連。這一部分的輸出電壓與(lnVZ-lnVX)成正比。對數(shù)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(diào)整到理想電平，對數(shù)比例結(jié)構(gòu)這部分可以單獨使用。

　　一般情況下，對數(shù)比例部分的輸出應(yīng)直接與第二個功能--反對數(shù)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(shù)算法：

　　Vo=VY eVc·q/KT

　　同對數(shù)比例部分的電路一樣，用戶也可直接單獨使用反對數(shù)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(zhuǎn)換函數(shù)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(shù)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(zhuǎn)換函數(shù)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(shù)值加到C腳的信號上(其在對數(shù)域中)來獲得放大效果。