對數(shù)轉(zhuǎn)換電路--可獲得IP/十進位輸出

電路的功能

為了把大范圍的信號電平壓縮顯示，可使用對數(shù)電路，通常稱對數(shù)放大器，在電氣電路中多使用以10為底的常用對數(shù)，本電路是1V/十進位、即10倍的變化引起1V變化輸出的電路。

對數(shù)作為除法、乘法等運算電路的基本運算單元被廣泛應(yīng)用。

電路工作原理

重所周知，晶體管基極-發(fā)身極間電壓VBM和集電極電流IO之間存在著對數(shù)關(guān)系。可以利用這種關(guān)系制作對數(shù)轉(zhuǎn)換電路，電路基本原理可用以下關(guān)系式表示：

IO1與IO2之比被轉(zhuǎn)換成對數(shù)、分壓比確定對數(shù)常數(shù)，要使10倍的變化獲得1V的輸出，根據(jù)[（R5+R4）/R6]*60=1000MV，可求出分壓比，其值為16.7。如果R6=1K，則R4=15.7K，電路圖中1K處加了★標(biāo)記，這表示為了對晶體管的VBE進行溫度補償，該電阻為具有+3300PPM/℃溫度特性的熱敏電阻。

IC1是供轉(zhuǎn)換用的輸入電流，基準(zhǔn)電流IC2由OP放大器A2供給。EREF=10V時，如EIN=10V，輸出為零，如EIN=0，則成了輸出電壓為無限大的電器，實際上必須進行調(diào)整，使輸入為10MV時，輸出電壓為3V。

元件的選擇

產(chǎn)生對數(shù)特性的晶體管TT1應(yīng)選用ICEO較小，VBE匹配的雙晶體管，2SV1583可保證△VBE=10MV（MAX）。OP放大器選用輸入偏流IE小的FET輸入型OP放大器。當(dāng)然應(yīng)選用置偏漂移小的型號。電阻除R6外，R7應(yīng)選精度高、穩(wěn)定性好的產(chǎn)品。電容器C1、C2用來穩(wěn)定反饋環(huán)路，容量根據(jù)頻率響應(yīng)確定，可先裝100~200PF的電容。R5用來限制OP放大器A2的電流，可選用正負(fù)5%的炭膜電阻。

調(diào)整

把VR1調(diào)到700歐位置，也可先把R4調(diào)準(zhǔn)15.7K，從輸入端EREF輸入+10.00V，把基準(zhǔn)電流IC2調(diào)到100UA，因為輸入電壓EIN為10V時IC1為100UA，所以這時EO應(yīng)為0V，輸入小電壓，調(diào)整失調(diào)調(diào)節(jié)用的VR2，使輸入電壓為1V時，EO=1V，輸入100MV時，，EO=2V，輸入10MV時EO=4V。輸入每1/10變化，輸出應(yīng)增加+1V，如果電路不能準(zhǔn)確地達到這一要求，可用VE1調(diào)節(jié)。

為了進行大范圍的對數(shù)轉(zhuǎn)換，對輸入電壓小時，容易出現(xiàn)問題的晶體管漏電流ICBO、OP放大器的IE及失調(diào)調(diào)節(jié)必須十分認(rèn)真地進行調(diào)整。為了能在微弱電流下工作，電路設(shè)計時應(yīng)注意避免受到外部感應(yīng)。